Ученые во главе с Полом Сэвэджем (Paul Savage) из Даремского университета (Великобритания) изучили изотопное распределение меди на поверхности Земли и сравнили его с аналогичным распределением в метеоритах. В результате исследователи пришли к выводу, что 90 процентов всей земной серы «утонуло» в ядре и наиболее правдоподобным объяснением этому является древнее столкновение Земли с другой планетой. Соответствующая работа
в
.
Сама сера является довольно легкоплавким и поэтому склонным к миграции веществом, из-за чего точные данные по ее изотопному составу получить непросто. Поэтому авторы обратились к меди, имеющей значительное сродство к сере и часто образующей с ней соединения, но менее склонной к миграции. Сперва ученые измерили доли различных изотопов меди в земной коре и в породах, сформировавшихся в результате недавнего поднятия из мантии. Затем они сравнили полученные изотопные соотношения по меди с аналогичными в метеоритах из подгруппы хондритов. Последние сформировались из вещества протопланетного облака и поэтому по составу считаются очень близкими к первичному составу Земли. Выяснилось, что доля меди-65 для земных образцов на 0,025 процентов меньше доли того же изотопа в хондритных метеоритах.
Дефицит в коре и мантии изотопов меди, более склонных к образованию соединений с серой, указывает на то, что значительная ее часть из мантии куда-то делась. По мнению исследователей, единственным местом, где может находиться «потерянная» сера, является земное ядро. По их расчетам, в нем содержится 8,5 квинтиллионов тонн серы, что составляет 90 процентов от ее общего количества на планете, и всего в 10 раз меньше массы Луны.
Возникает вопрос о том, что могло привести к столь избирательной миграции серы из мантии в ядро. Ее гравитационная дифференциация в нормальных условиях потребовала бы больше времени, чем существует наша планета. Поэтому авторы считают, что миграция серы случилась из-за разогрева мантии, при котором соединения серы (и меди) расплавились и образовали значительный жидкий слой в мантии Земли. После этого миграция серосодержащих соединений к ядру могла проходить значительно быстрее, что и объясняет найденное учеными изотопное расхождение для земной и метеоритный меди.
По их мнению, наиболее правдоподобный причиной такой разогрева мантии было столкновение Земли с планетой Тейя, случившееся несколько миллиардов лет назад и приведшее к образованию Луны из выбитого в космос земного материала.
Ранее наблюдения за распространением сейсмических волн через внутренние области Земли показали, что ядро планеты разделено на две части: твердую внутреннюю и жидкую внешнюю. Обе состоят в основном из железа с примесью никеля, однако около 10 процентов массы внешней части ядра приходится на легкие элементы. На протяжении длительного времени одни исследователи утверждали, что среди этих легких элементов доминирует кислород, другие склонялись в пользу серы. Новое исследование, скорее, подкрепляет точку зрения второй группы геологов.
Ученые из Манчестера разработали молекулярную машину, которая может управляемо синтезировать стереоселективные изомеры. Это первый пример программируемого молекулярного робота, который производит синтез отдельных молекул. Работа опубликована в Nature.