Загадка от дълбините на Земята

На почти 3000 километра под повърхността на Земята тече твърда скала, която не е нито течна като лава, нито крехка като твърда скала. Това показва ново проучване на геолози, ръководено от Мотохико Мураками (Motohiko Murakami), професор по експериментална минерална физика в ETH Цюрих, съобщават от там. Проучването е публикувано в списанието Communications Earth & Environment.

В продължение на повече от 50 години изследователите се озадачават от една

странна зона дълбоко в недрата на Земята – така нареченият слой D“,

на около 2700 километра под краката ни. Там сеизмичните вълни изведнъж се държат по различен начин: скоростта им скача, сякаш се движат през различен материал. Досега не беше ясно какво точно се случва в този слой на мантията.

През 2004 г. Мураками, който от 2017 г. е професор в ETH Цюрих, открива, че перовскитът, основният минерал в долната мантия на Земята, се превръща в нов минерал близо до слоя D при екстремно налягане и много високи температури – така нареченият „постперовскит“.

Изследователите предполагат, че промяната обяснява странното ускорение на сеизмичните вълни.

Но това не е цялата история. През 2007 г. Мураками и колегите му откриват нови доказателства, че фазовата промяна на перовскита, сама по себе си, не е достатъчна, за да се ускорят сеизмичните вълни. Използвайки сложен компютърен модел, те установяват, че в зависимост от посоката, в която сочат кристалите на постперовскита, твърдостта на минерала се променя. Само когато всички кристали на минерала сочат в една и съща посока в модела, сеизмичните вълни се ускоряват – както може да се наблюдава в слоя D“ на дълбочина 2700 километра.

В необичаен лабораторен експеримент в ETH Цюрих, Мураками доказва, че

постперовскитните кристали се подреждат в една и съща посока

под огромно налягане и екстремни температури. За да направят това, изследователите измерват скоростта на сеизмичните вълни в експеримента си и успяват да възпроизведат скока, който се случва в слоя D“ в лабораторията. „Най-накрая намерихме последната част от пъзела“, заявява Мураками.

Големият въпрос е: какво кара тези кристали да се подреждат? Отговорът е, твърдата мантийна скала, която тече хоризонтално по долния край на земната мантия. Изследователите отдавна подозират, че това движение – нещо като конвекция, подобна на вряща вода, трябва да съществува, но никога не са успели да го докажат директно.

Мураками и колегите му вече са доказали експериментално, че

мантийната конвекция на твърда скала е налице на границата между ядрото и мантията на Земята, т.е. че твърда, а не течна, скала тече бавно, но стабилно на тази дълбочина. „Това откритие не само разкрива тайната на слоя D, но и отваря прозорец към динамиката в дълбините на Земята“, обяснява Мураками.

Предположението, че твърдата скала тече, се превръща от теория в нещо сигурно. „Нашето откритие показва, че Земята е активна не само на повърхността, но е в движение и дълбоко в нея“, казва професорът от ETH.

С тази информация изследователите вече могат да започнат да картографират теченията в най-дълбоките части на Земята и по този начин да визуализират невидимия двигател, който задвижва вулканите, тектоничните плочи и може би дори магнитното поле на Земята.

Свързани статии:

Родни учени подават ръка на деца в нужда Националните програми за наука – нов финансов инструмент за управление База за устойчиви изследвания Сонда на НАСА взе проба от астероид