Глибоко в Тихому океані виявили загадкову радіоактивну аномалію

Нове дослідження, опубліковане у Nature Communications, проаналізувало зразки гірських порід з дна Тихого океану, які показали загадкове збільшення радіоактивного ізотопу берилію-10. Це може вказувати на те, що 10 мільйонів років тому на нашій планеті сталася якась екстраординарна подія.

• Вчені назвали найбільшу відому структуру у Всесвіті

Деталі

Один з авторів дослідження, викладач Австралійського національного університету Домінік Колл, зазначає, що займається пошуками зоряного пилу на Землі. Раніше він просіював сніг в Антарктиді, а цього разу вирішив дослідити глибини океану.

На глибині близько 5000 метрів у Тихому океану ніколи не було світла, але там дещо росте. Феромарганцеві кірки — металеві підводні породи — ростуть із розчинених у воді мінералів, які повільно об’єднуються та твердіють протягом надзвичайно тривалого часу, лише кілька міліметрів за мільйон років. Сталактити та сталагміти в печерах ростуть подібним чином, але в тисячі разів швидше. Це робить феромарганцеві кірки ідеальними архівами для захоплення зоряного пилу протягом мільйонів років.

Вік цих кірок можна визначити радіометричним датуванням за допомогою радіоактивного ізотопу берилію-10. Цей ізотоп безперервно утворюється у верхніх шарах атмосфери, коли космічні промені високої енергії потрапляють на молекули повітря. Як зоряний пил, так і берилій-10 зрештою потрапляють в океани Землі, де вони залишаються у зростаючій феромарганцевій корі.

Один з найбільших фрагментів феромарганцевої кори було знайдено у 1976 році в центральній частині Тихого океану. Його частина вагою 3,7 кг стала предметом аналізу Колла.

Подібно до того, як кільця дерев показують вік дерева, феромарганцеві кірки фіксують свій ріст шарами протягом мільйонів років. Берилій-10 зазнає радіоактивного розпаду дуже повільно, тобто він поступово руйнується протягом мільйонів років, поки знаходиться в камінні.

Оскільки берилій-10 з часом розпадається, його концентрація зменшується в глибших, старіших шарах відкладень. Оскільки швидкість розпаду постійна, ми можемо використовувати радіоактивні ізотопи як природні секундоміри, щоб визначити вік та історію гірських порід – це називається радіоактивним датуванням.

Після інтенсивної хімічної обробки вчені використали прискорювальну мас-спектрометрію (надчутливий аналітичний метод для довгоживучих радіоактивних ізотопів) для вимірювання концентрації берилію-10 у корі.

Результати показали, що земна кора зросла лише на 3,5 сантиметра за останні 10 мільйонів років і їй понад 20 мільйонів років. Але також було виявлено й аномалію.

З початку аналізу, концентрація берилію-10 зменшувалася, як і очікувалося, дотримуючись природної моделі розпаду – приблизно до 10 мільйонів років тому. На цьому етапі очікуване зменшення концентрації берилію-10 припинилося, а нормальне значення відновилося приблизно 12 мільйонів років тому.

Це викликало здивування: радіоактивний розпад відбувається за суворими законами, а це означає, що щось повинно було ввести зайвий берилій-10 у кору в той час.

Дослідники кілька разів проводили аналіз, але аномалія зберігалась. Аналіз кірки із місць, розташованих на відстані майже 3000 км, дав той самий результат, аномалію берилію-10 приблизно 10 мільйонів років тому.

Що могло статися на Землі, щоб спричинити цю аномалію 10 мільйонів років тому? Точно невідомо, але є кілька варіантів.

Минулого року міжнародне дослідження показало, що Антарктична циркумполярна течія (головний рушій глобальної циркуляції океану) посилилася приблизно 12 мільйонів років тому, впливаючи на моделі течій Антарктичного океану. Чи може ця аномалія берилію-10 у Тихому океані позначити початок сучасної глобальної циркуляції океану? Якби відповідальними були океанські течії, берилій-10 був би розподілений на Землі нерівномірно, а деякі зразки навіть демонстрували б брак берилію-10. Нові зразки з усіх великих океанів і обох півкуль дозволять відповісти на це питання.

Ще одна можливість з’явилася на початку минулого року. Астрофізики продемонстрували, що зіткнення з щільною міжзоряною хмарою може стиснути геліосферу (захисний екран Сонця від космічного випромінювання) назад до орбіти Меркурія. Без цього бар’єру Земля була б піддана впливу збільшеного потоку космічних променів, що призвело б до підвищення глобального рівня берилію-10.

Вибух наднової неподалік від Землі також може спричинити збільшення потоку космічних променів, що призведе до аномалії берилію-10. Подальші дослідження вивчать ці можливості.

Раніше NASA виявило новий астероїд, який може зіткнутися зі Землею уже у 2032 році.