Глубоко в Тихом океане была обнаружена загадочная радиоактивная аномалия

Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, проанализировало образцы горных пород со дна Тихого океана, показавших загадочное увеличение радиоактивного изотопа бериллия-10. Это может указывать на то, что 10 миллионов лет назад на нашей планете произошло какое-то экстраординарное событие.

• Ученые назвали самую большую известную структуру во Вселенной

Детали

Один из авторов исследования, преподаватель Австралийского национального университета Доминик Колл, отмечает, что занимается поисками звездной пыли на Земле. Ранее он просеивал снег в Антарктиде, а в этот раз решил изучить глубины океана.

На глубине около 5000 м в Тихом океане никогда не было света, но там нечто растет. Феромарганцевые корки — металлические подводные породы — растут из растворенных в воде минералов, которые медленно объединяются и твердеют в течение очень длительного времени, всего несколько миллиметров за миллион лет. Сталактиты и сталагмиты в пещерах растут подобным образом, но в тысячи раз быстрее. Это делает феромарганцевые корки идеальными архивами для захвата звездной пыли в течение миллионов лет.

Возраст этих корок можно определить радиометрической датировкой с помощью радиоактивного изотопа бериллия-10. Этот изотоп непрерывно появляется в верхних слоях атмосферы, когда космические лучи высочайшей энергии попадают на молекулы воздуха. Как звездная пыль, так и бериллий-10 наконец попадают в океаны Земли, где они остаются в растущей феромарганцевой коре.

Один из самых больших фрагментов ферромарганцевой коры был найден в 1976 году в центральной части Тихого океана. Его часть весом 3,7 кг стала предметом анализа Колла.

Подобно тому, как кольца деревьев показывают возраст дерева, ферромарганцевые корки фиксируют свой рост слоями в течение миллионов лет. Бериллий-10 испытывает радиоактивный распад очень медленно, то есть он постепенно разрушается в течение миллионов лет, пока находится в камнях.

Поскольку бериллий-10 со временем распадается, его концентрация уменьшается в более глубоких, более старых слоях отложений. Поскольку скорость распада постоянна, мы можем использовать радиоактивные изотопы в качестве природных секундомеров, чтобы определить возраст и историю горных пород – это называется радиоактивной датировкой.

После интенсивной химической обработки ученые использовали ускорительную масс-спектрометрию (сверхчувствительный аналитический метод для долгоживущих радиоактивных изотопов) для измерения концентрации бериллия-10 в коре.

Результаты показали, что земная кора выросла всего на 3,5 сантиметра за последние 10 миллионов лет и ей более 20 миллионов лет. Но также была обнаружена и аномалия.

С начала анализа, концентрация бериллия-10 уменьшалась, как и ожидалось, соблюдая естественную модель распада – примерно до 10 миллионов лет назад. На этом этапе ожидаемое уменьшение концентрации бериллия-10 прекратилось, а нормальное значение восстановилось около 12 миллионов лет назад.

Это вызвало удивление: радиоактивный распад происходит по строгим законам, а это означает, что что-то должно было ввести лишний бериллий-10 в кору в то время.

Исследователи несколько раз проводили анализ, но аномалия сохранялась. Анализ корки из мест, расположенных на расстоянии почти 3000 км, дал тот же результат, аномалию бериллия-10 примерно 10 миллионов лет назад.

Что могло произойти на Земле, чтобы вызвать эту аномалию 10 миллионов лет назад? Точно не известно, но есть несколько вариантов.

В прошлом году международное исследование показало, что Антарктическое циркумполярное течение (главный двигатель глобальной циркуляции океана) усилилось примерно 12 миллионов лет назад, влияя на модели течений Антарктического океана. Может ли эта аномалия бериллия-10 в Тихом океане обозначить начало современной глобальной циркуляции океана? Если бы ответственны были океанские течения, бериллий-10 был бы распределен на Земле неравномерно, а некоторые образцы даже демонстрировали бы нехватку бериллия-10. Новые образцы из всех больших океанов и обоих полушарий позволят ответить на этот вопрос.

Еще одна возможность появилась в начале прошлого года. Астрофизики продемонстрировали, что столкновение с плотным межзвездным облаком может сжать гелиосферу (защитный экран Солнца от космического излучения) назад к орбите Меркурия. Без этого барьера Земля была бы подвергнута воздействию увеличенного потока космических лучей, что привело бы к повышению глобального уровня бериллия-10.

Взрыв сверхновой неподалеку от Земли также может привести к увеличению потока космических лучей, что приведет к аномалии бериллия-10. Последующие исследования изучат эти возможности.

Ранее NASA обнаружило новый астероид, который может столкнуться с Землей уже в 2032 году.