Швейцарские ученые обнаружили странное движение на глубине 2700 километров

Группа исследователей под руководством Мотохико Мураками из Швейцарского федерального технологического института изучила зону D″, расположенную на глубине около 3000 км, и обнаружила, что твердая мантия в этом слое способна течь, несмотря на сохранение твердой формы. Результаты опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

На протяжении десятилетий ученые пытались понять, почему в области D″ сейсмические волны неожиданно ускоряются, будто проходят через другой материал. Существовала гипотеза, что в этом виноват переход основного минерала нижней мантии — перовскита — в форму пост-перовскита под влиянием экстремального давления и температуры.

Еще в 2004 году Мураками доказал, что фазовый переход действительно возможен в таких условиях. Однако три года спустя он пришел к выводу, что сам переход не объясняет резкое увеличение скорости волн.

С помощью вычислительного моделирования и лабораторного эксперимента команда Мураками установила: волны ускоряются только тогда, когда кристаллы перовскита ориентированы одинаково. Впервые удалось показать, что при высоких температуре и давлении такие кристаллы действительно выстраиваются в едином направлении. В лаборатории воссоздали тот же скачок скорости, который наблюдается на глубине около 2700 км.

Причина ориентации кристаллов оказалась неожиданной — порода внутри мантии течет. Это не расплав, а твердая масса, движущаяся вдоль границы с земным ядром, подобно бурлящей воде. Таким образом, впервые экспериментально подтверждено существование конвекционного движения твердой мантии.

Мураками назвал это «недостающим звеном» в изучении внутренних процессов Земли.

По оценке исследователей, новое открытие меняет представление о движении вещества в глубинных слоях планеты. Следующим этапом станет создание карты этих потоков в зоне, находящейся на самой границе мантии и ядра.

Читайте также: