Достаток сірки в ядрі підкріпив гіпотезу Тейї

Вчені на чолі з Полом Севеджем (Paul Savage) з Даремського університету (Великобританія) вивчили ізотопний розподіл міді на поверхні Землі і порівняли його з аналогічним розподілом в метеоритах. У результаті дослідники дійшли висновку, що 90 відсотків всієї земної сірки «потонуло» в ядрі і найбільш правдоподібним поясненням цьому є стародавнє зіткнення Землі з іншою планетою. Відповідна робота опублікована в.

Сама сірка є досить легкоплавкою і тому схильною до міграції речовиною, через що точні дані щодо її ізотопного складу отримати непросто. Тому автори звернулися до міді, що має значну спорідненість до сірки і часто утворює з нею сполуки, але менш схильної до міграції. Спершу вчені виміряли частки різних ізотопів міді в земній корі і в породах, що сформувалися в результаті недавнього підняття з мантії. Потім вони порівняли отримані ізотопні співвідношення по міді з аналогічними в метеоритах з підгрупи хондритів. Останні сформувалися з речовини протопланетної хмари і тому за складом вважаються дуже близькими до первинного складу Землі. З'ясувалося, що частка міді-65 для земних зразків на 0,025 відсотків менше частки того ж ізотопу в хондритних метеоритах.

Дефіцит в корі і мантії ізотопів міді, більш схильних до утворення сполук з сірою, вказує на те, що значна її частина з мантії кудись поділася. На думку дослідників, єдиним місцем, де може перебувати «втрачена» сірка, є земне ядро. За їх розрахунками, в ньому міститься 8,5 квінтильйонів тонн сірки, що становить 90 відсотків від її загальної кількості на планеті, і всього в 10 разів менше маси Місяця.

Виникає питання про те, що могло призвести до такої виборчої міграції сірки з мантії в ядро. Її гравітаційна диференціація в нормальних умовах потребувала б більше часу, ніж існує наша планета. Тому автори вважають, що міграція сірки сталася через розігрів мантії, при якому сполуки сірки (і міді) розплавилися і утворили значний рідкий шар в мантії Землі. Після цього міграція з "єднань до ядра могла проходити значно швидше, що й пояснює знайдену вченими ізотопну розбіжність для земної та метеоритної міді.

На їхню думку, найбільш правдоподібною причиною такої розігріву мантії було зіткнення Землі з планетою Тейя, що сталося кілька мільярдів років тому і призвело до утворення Місяця з вибитого в космос земного матеріалу.

Раніше спостереження за поширенням сейсмічних хвиль через внутрішні області Землі показали, що ядро планети розділено на дві частини: тверду внутрішню і рідку зовнішню. Обидві складаються в основному з заліза з домішкою нікелю, проте близько 10 відсотків маси зовнішньої частини ядра припадає на легкі елементи. Протягом тривалого часу одні дослідники стверджували, що серед цих легких елементів домінує кисень, інші схилялися на користь сірки. Нове дослідження, швидше, підкріплює точку зору другої групи геологів.