Науковці відкрили унікальну особливість Землі, про яку не було відомо раніше

Десятиліття тому вчені записували сейсмічні хвилі, що проходять крізь надра Землі, і зафіксували тонкий шар завтовшки у декілька сотень кілометрів. Попри те, що відкриття зробили давно, науковці досі не знайшли відповіді на питання, звідки як саме утворився невідомий шар, якому дали назву E prime. Про це інформує Science Alert.

Тривалий час вчені вважали, що матеріальний обмін між ядром Землі та її мантією незначний, проте експерименти дослідників під високим тиском показали, що це твердження хибне. Виявляється, коли вода з поверхні Землі досягає кордону мантія-ядро, вона вступає в реакцію з кремнієм у ядрі, внаслідок чого утворюється кремнезем.

Більш ранні дослідження вже показали, що суміш заліза і нікелю в зовнішньому ядрі Землі відіграє найважливішу роль у створенні її магнітного поля. Саме воно захищає людство від сонячних вітрів і радіації, а тому для вчених важливо розуміти, як влаштований «внутрішній світ Землі», які процеси там відбуваються і як він змінюється з плином часу.

Команда виявила, що межа ядра та мантії нашої планети доволі різко переходить від силікатної до металічної, проте досі про внутрішні процеси, які там відбуваються, відомо надзвичайно мало. Тепер автори дослідження вважають, що саме мільярди років перенесення води з поверхні Землі у саме її серце активувало хімічний обмін між ядром і мантією. Зі свого боку це сприяло формуванню ймовірного початкового шару Е.

Під час дослідження команді також вдалося розгадати деякі особливості цього шару. По-перше, вони припускають, що змінений рідиннометалевий шар, ймовірно, є менш щільним, по-друге, він має нижчі сейсмічні швидкості. Науковці вважають, що ці відмінності у щільності пов’язані з різними концентраціями легких елементів водню і кремнію.

Команда дійшла висновку, що збільшення концентрації всього одного легкого елемента призведе до збільшення швидкості та зниження щільності. Своєю чергою це ускладнить узгодження сейсмічних спостережень і динамічної стабільності всього шару Е.

Під час експерименту вчені використовували алмазні ковадла, нагріті лазерами — це дозволило імітувати умови тиску і температури на межі ядра і мантії. Науковці відтворили, як вода, що була занурена у земне ядро, здатна вступати в хімічну реакцію з матеріалами, що знаходяться там, перетворюючи зовнішнє ядро на так звану «багату воднем плівку». У результаті цієї реакції створюються кристали кремнезему, які підіймаються і приєднуються до мантії.

Вчені також вважають, що ця загадкова «плівка» на серці Землі здатна істотно впливати на колообіг води у природі. Тепер дослідники не сумніваються, що глобальний водний цикл на Землі насправді значно складніший, ніж вважалося раніше.