До того, як Земля стала блакитною планетою, її поглинув океан магми. Нове дослідження дає змогу краще зрозуміти, як ці магматичні океани змінювалися з плином часу, і як вплинули на формування атмосфери планет.
Метою дослідження було змоделювати процес кристалізації магматичних океанів Землі та Марса, використовуючи інформацію про хімічний склад ранніх атмосфер кам’янистих планет, що збереглася в нереакційноздатних благородних газах. Вчені створили моделі, які враховують поведінку двовалентного і тривалентного заліза під час кристалізації магми в мантії.
Моделі включають нові розрахунки, які фіксують, як різні типи мінералів кристалізувалися з різною швидкістю, змінюючи хімічний склад розплавленої породи й атмосфери. Дослідницька група протестувала модель із різними початковими глибинами магматичного океану та хімічним складом, щоб побачити, яка комбінація створить атмосфери, що, як відомо, існували навколо ранньої Землі та Марса.
“Ми виявили, що для Землі моделі, які починаються з неглибокого магматичного океану, перевершують моделі, які починаються з повністю розплавленої мантії. Неглибокий магматичний океан може вказувати або на мантію, яка була лише частково розплавлена, або на повністю розплавлену мантію, яка почала тверднути з середини, при цьому найвнутрішніший і найзовніший шари залишалися розплавленими протягом деякого часу”, – Лора Шефер, провідний автор дослідження.
Що стосується Марса, то жодна з моделей не збіглася з результатами попередніх досліджень ранньої атмосфери Червоної планети, якщо тільки початковий склад магми не містив нижчого рівня тривалентного заліза, ніж передбачалося.
«Ці результати ведуть до глибшого розуміння того, як формуються кам’янисті планети, як-от Земля і Марс, а також наголошують на необхідності додаткових експериментальних досліджень поведінки заліза в розплавленій породі», – підкреслила Шефер.