«Это не просто мёртвый камень». В недрах Земли обнаружен загадочный процесс

Глубины нашей планеты скрывают загадки, которых хватит ещё не на одно поколение исследователей. Недавно международная команда геологов под руководством профессора Мотохико Мураками из Швейцарского федерального технологического института сделала открытие, объясняющее, что происходит на глубине почти 3 тыс. километров под поверхностью Земли.

Оказывается, там, на границе мантии и ядра, горные породы ведут себя совсем не так, как ожидается. Несмотря на то, что они остаются твёрдыми, они …текут.

Полвека научных поисков

Ещё в 1970-е годы учёные заметили нечто странное: в так называемом разрыве D″, расположенном на границе между мантией и ядром Земли, на глубине 2700 километров сейсмические волны (те, что переносят энергию механических колебаний после землетрясений) внезапно ускоряются, словно проходят через материал с иными свойствами. Долгое время это явление оставалось необъяснимым, хотя учёные выдвигали различные гипотезы. Одна из них предполагала, что на этих глубинах происходит фазовый переход перовскита (основного минерала нижней мантии) в более плотную модификацию — пост-перовскит.

Профессор Мотохико Мураками ещё в 2004 году экспериментально подтвердил, что такой переход действительно возможен при экстремальных давлениях и температурах, царящих на глубине 2700 километров. Однако в 2007 году он же обнаружил, что одного лишь изменения кристаллической структуры недостаточно, чтобы объяснить резкое ускорение сейсмических волн. Потребовалось ещё полтора десятилетия исследований, чтобы разгадать эту головоломку.

Твёрдая порода, которая течёт

Ключ к разгадке оказался скрыт в ориентации кристаллов. Используя сложное компьютерное моделирование и уникальные лабораторные эксперименты, команда Мураками установила, что сейсмические волны ускоряются только в том случае, если кристаллы перовскита выстроены (ориентированы) в одном направлении. Это меняет твёрдость минерала. Но что заставляет кристаллы так выстраиваться? Ответ оказался неожиданным: оказывается, твёрдая порода в глубинах мантии медленно, но неуклонно течёт. Подобно вязкой жидкости, она движется вдоль нижнего края мантии Земли.

Как отмечают исследователи, их открытие стало первым экспериментальным доказательством того, что в недрах Земли действует конвекция (перемешивание) твёрдых пород — процесс, который раньше считался возможным только для расплавленных веществ. «Мы, наконец-то, нашли недостающее звено в этой многолетней загадке», — заявил профессор Мураками.

Что это значит для науки?

Исследование, опубликованное в авторитетном журнале Communications Earth & Environment, меняет представление о том, что происходит на больших глубинах нашей планеты. Если твёрдые породы могут течь под воздействием колоссальных температур и давления, это означает, что процессы внутри Земли гораздо сложнее, чем предполагалось. Конвекционные потоки в мантии играют ключевую роль в движении тектонических плит, извержениях вулканов, и даже, возможно, в генерации магнитного поля.

Теперь перед учёными стоит новая задача: создать детальную карту этих глубинных течений. Как знать, может быть, это поможет предсказывать природные катастрофы — такие как мощные землетрясения и извержения вулканов?

«Наше открытие показывает, что Земля — это не просто мёртвый камень, покрытый тонким слоем жизни, — говорит Мотохико Мураками. — Она жива даже в своих самых глубоких недрах, и мы только начинаем понимать, как именно всё это работает. Проведённое исследование не только решает загадку разрыва D″, но и открывает окно в динамику в глубинах Земли».

Источник: https://aif.ru/society/science/-eto-ne-prosto-myortvyy-kamen-v-nedrah-zemli-obnaruzhen-zagadochnyy-process