Вчені розгадали 50-річну таємницю аномальної зони у надрах Землі

Міжнародна команда науковців на чолі з професором Мотохіко Муракамі з ETH Zurich розгадала одну з найбільших геологічних загадок Землі — природу шару Dʺ, розташованого на глибині близько 2700 км. Ця область на межі між мантією і ядром довго залишалася незрозумілою, зокрема через аномальне прискорення сейсмічних хвиль, яке відбувається при її проходженні.

Ще у 2004 році Муракамі відкрив, що головний мінерал нижньої мантії — перовскіт — під екстремальним тиском і температурою трансформується у постперовскіт. Нова фаза має інші фізичні властивості, але згодом виявилося, що лише зміна структури мінералу не пояснює поведінку сейсмічних хвиль у шарі Dʺ.

Нове дослідження показало: коли кристали постперовскіту орієнтовані в одному напрямку, мінерал стає більш твердим у цьому напрямі, що й пояснює прискорення хвиль. В лабораторії вдалося відтворити ці умови — результати повністю збіглися з геофізичними спостереженнями.

Вчені також довели, що тверді породи нижньої мантії можуть повільно текти, утворюючи горизонтальні потоки. Ця поведінка схожа на конвекцію в рідких середовищах, і є ключем до розуміння глибинної динаміки Землі.

Дослідження стало поворотним моментом у геології: тепер припущення про текучість твердих порід на глибині перетворилося на експериментально доведену реальність. Нові знання відкривають шлях до створення точних карт внутрішніх потоків у надрах планети, що впливають на рух літосферних плит, вулканізм і теплову енергію Землі.