Величайшая тайна странной зоны глубоко в недрах Земли наконец разгадана: что обнаружили ученые

Землетрясения, извержения вулканов и дрейфующие континенты — являются напоминанием о том, что Земля вовсе не является статичным каменным шаром, а представляет собой не статичный каменный шар — динамичную живую планету. Теперь ученые обнаружили, что на глубине почти 3000 километров твердые породы на самом деле текут, но не как расплавленная лава, а как твердая масса, медленно движущаяся с течением времени, пишет SciTechDaily.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Тайна странной зоны глубоко в недрах Земли

Команде удалось разгадать одну из величайших геологических тайн Земли — это открытие стало результатом нового исследования под руководством профессора Мотохико Мураками, эксперта по экспериментальной физике минералов в ETH Zurich.

Более 50 лет ученые были озадачены странной областью вблизи границы между мантией и ядром планеты, известной как слой D". Эта зона расположена примерно в 2700 км под нашими ногами и долгое время не поддавалась объяснению. Сейсмические волны, вызванные землетрясениями, внезапно ускоряются, проходя через нее, как будто встречая совершенно другой вид материала. До сих пор никто не мог объяснить, почему.

Еще в 2004 году Мураками обнаружил, что перовскит — основной минерал нижней мантии планеты, превращается в новый минерал вблизи слоя D" под действием экстремального давления и очень высоких температур — так называемый "пост-перовскит". Команда предположила, что это изменение объясняет странное ускорение сейсмических волн.

В 2007 году Мураками и его коллеги нашли новые доказательства того, что одного лишь изменения фазы перовскита недостаточно для ускорения волн землетрясений. В новом исследовании команда использовала компьютерную модель и им наконец-то удалось обнаружить нечто важное: в зависимости от направления, в котором указывают постперовскитные кристаллы, твердость минерала меняется. Однако, когда все кристаллы минерала указывают в одном направлении в модели, сейсмические волны ускоряются — как можно наблюдать в слое D" на глубине 2700 километров.

Теперь, в новом эксперименте, Мураками с командой доказал, что постперовскитные кристаллы выстраиваются в одинаковом направлении под огромным давлением и экстремальными температурами. Для этого ученые измерили скорость сейсмических волн в своем эксперименте: им удалось воспроизвести скачок, который происходит в слое D" в лабораторных условиях.

Что заставляет кристаллы выстраиваться в ряд?

По словам ученых, ответ на этот вопрос заключается в том, что твердая мантийная порода течет горизонтально вдоль нижнего края мантии Земли. Исследователи давно подозревали, что это движение — своего рода конвекция, похожая на кипящую воду — должно существовать, но никогда не могли доказать это напрямую.

Новая глава в исследовании Земли

В новом исследовании Мураками с коллегами также экспериментально продемонстрировали, что мантийная конвекция твердых пород присутствует на границе между земным ядром и мантией. Простыми словами, на этой глубине твердые, а вовсе не жидкие породы, медленно, но устойчиво текут на этой глубине. Это открытие не только решает загадку слоя D", но и открывает окно в динамику в глубинах Земли

Авторы исследования считают, что новое открытие является поворотным моментом — теперь предположение о том, что твердые горные породы текут, превратилось из теории в уверенность. Команда также предполагает, что новые знания помогут составить карту токов в самых глубоких недрах планеты — то есть, нам удастся визуализировать невидимый двигатель, приводящий в движение вулканы, тектонические плиты, а возможно и мантийное поле Земли.