Найбільшу таємницю дивної зони глибоко в надрах Землі нарешті розгадано: що виявили вчені

Землетруси, виверження вулканів і континенти, що дрейфують, є нагадуванням про те, що Земля зовсім не є статичною кам'яною кулею, а являє собою не статичну кам'яну кулю — динамічну живу планету. Тепер вчені виявили, що на глибині майже 3000 кілометрів тверді породи насправді течуть, але не як розплавлена лава, а як тверда маса, що повільно рухається з плином часу, пише SciTechDaily.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Таємниця дивної зони глибоко в надрах Землі

Команді вдалося розгадати одну з найбільших геологічних таємниць Землі — це відкриття стало результатом нового дослідження під керівництвом професора Мотохіко Муракамі, експерта з експериментальної фізики мінералів в ETH Zurich.

Понад 50 років вчені були спантеличені дивною областю поблизу кордону між мантією і ядром планети, відомою як шар D". Ця зона розташована приблизно за 2700 км під нашими ногами й довгий час не піддавалася поясненню. Сейсмічні хвилі, спричинені землетрусами, раптово прискорюються, проходячи через неї, наче зустрічаючи зовсім інший вид матеріалу. Досі ніхто не міг пояснити, чому.

Ще 2004 року Муракамі виявив, що перовскіт — основний мінерал нижньої мантії планети, перетворюється на новий мінерал поблизу шару "D" під дією екстремального тиску і дуже високих температур — так званий "пост-перовскіт". Команда припустила, що ця зміна пояснює дивне прискорення сейсмічних хвиль.

У 2007 році Муракамі та його колеги знайшли нові докази того, що однієї лише зміни фази перовскіту недостатньо для прискорення хвиль землетрусів. У новому дослідженні команда використовувала комп'ютерну модель і їм нарешті вдалося виявити дещо важливе: залежно від напрямку, в якому вказують постперовскітні кристали, твердість мінералу змінюється. Однак, коли всі кристали мінералу вказують в одному напрямку в моделі, сейсмічні хвилі прискорюються — як можна спостерігати в шарі D" на глибині 2700 кілометрів.

Тепер, у новому експерименті, Муракамі з командою довів, що постперовскітні кристали шикуються в однаковому напрямку під величезним тиском і екстремальними температурами. Для цього вчені виміряли швидкість сейсмічних хвиль у своєму експерименті: їм вдалося відтворити стрибок, що відбувається в шарі D" в лабораторних умовах.

Що змушує кристали шикуватися в ряд?

За словами вчених, відповідь на це питання полягає в тому, що тверда мантійна порода тече горизонтально вздовж нижнього краю мантії Землі. Дослідники давно підозрювали, що цей рух — своєрідна конвекція, схожа на киплячу воду — має існувати, але ніколи не могли довести це безпосередньо.

Нова глава в дослідженні Землі

У новому дослідженні Муракамі з колегами також експериментально продемонстрували, що мантійна конвекція твердих порід присутня на кордоні між земним ядром і мантією. Простими словами, на цій глибині тверді, а зовсім не рідкі породи, повільно, але стійко течуть на цій глибині. Це відкриття не тільки вирішує загадку шару D", а й відкриває вікно в динаміку в глибинах Землі

Автори дослідження вважають, що нове відкриття є поворотним моментом — тепер припущення про те, що тверді гірські породи течуть, перетворилося з теорії на впевненість. Команда також припускає, що нові знання допоможуть скласти карту струмів у найглибших надрах планети — тобто нам вдасться візуалізувати невидимий двигун, який приводить у рух вулкани, тектонічні плити, а можливо і мантійне поле Землі.

Раніше Фокус писав про те, що вчені виявили приховану структуру всередині ядра Землі: що це.