Edistyksellisen numeerisen mallinnuksen avulla, joka sisältää monivaiheisen lähestymistavan nesteiden dynamiikkaan, tutkimus tuo uutta valoa kemiallisen ja lämpötilallisen eriytymisen prosesseihin, jotka johtivat basalttimagma-ocean muodostumiseen.
Maan primitiivisen magman valtameren jähmettyminen, mikä johtaa vähitellen perusmagmameren muodostumiseen.
Kansainvälinen tutkijaryhmä Pariisin maapallon fysiikan instituutista (CNRS / IPGP / Université Paris Cité) ja Yorkin yliopistosta on tarkastellut uudelleen geofysikaalisten rakenteiden tulkintaa, jotka ovat juurtuneet maapallon vaipan pohjaan. Heidän työnsä kyseenalaistaa perinteiset mallit maapallon primitiivisen vaipan jähmettymisestä.
Tämä tutkimus osoittaa, että tämä kysymys on toissijainen. Ratkaiseva tekijä on gravitaatioerottelu tiheiden, rautapitoisten nesteiden ja kevyempien, rautapitoisten kiinteiden aineiden välillä. Tämä luonnollinen ilmiö on johtanut rautahappopitoisten nesteiden kertymiseen maapallon ytimen ylle, mikä on synnyttänyt basalttimagma-ocean.
Integroimalla faassisuhteet, sulamiskäyrät ja kemiallisten alkuaineiden jakautuminen jähmettymisen aikana, tässä tutkimuksessa käytetty numeerinen mallinnus on mahdollistanut primaaristen geokemiallisten säiliöiden koostumuksen ja alueellisen jakautumisen arvioimisen. Nämä tulokset heijastavat suoraan vanhoissa kivissä havaittuja isotooppisia poikkeavuuksia.
Merkittäviä vaikutuksia maapallon geokemialliselle historiolle
Tutkijat ovat myös tuoneet esiin merkittävän määrän kiinteitä aineita, jotka muodostuivat pinnalla ennemmin kuin syvällä. Tämä havainto viittaa siihen, että pinnallisten silikaattien fraktioinnista syntyneitä geokemiallisia allekirjoituksia on injektoitu syvään vaippaan, kyseenalaistaen maapallon vaipan dynamiikan, petrologian ja geokemian vuorovaikutukset planeettojen kivimäisten kehityksen ensimmäisten miljardien vuosien aikana.
Lisäksi nämä tutkimukset paljastavat, että basalttimagma-oceanin muodostuminen oli väistämätöntä maapallolla, jopa kaikkein epäedullisimmissa olosuhteissa. Lisäksi tämän jähmettymisen geokemiallinen jälki kiinteässä vaipassa on paljon vähemmän voimakas kuin perinteiset geokemialliset mallit ennustivat, johtuen voimakkaasta pystysuorasta sekoittumisesta jähmettymisen aikana.
Nämä löydökset avaavat tien geokemiallisten ja geofysikaalisten havaintojen uudelleenarvioinnille, mikä mahdollistaa maapallon lämpö- ja kemiahistorian tarkemman jälleenrakentamisen sen muodostumisesta lähtien. Laajemmin ottaen ne tarjoavat uutta näkökulmaa kivisten kappaleiden monimuotoisuuteen aurinkokunnassamme ja sen ulkopuolella.