Мы привыкли к тому, что землетрясения, извержения вулканов, движение тектонических плит происходят на поверхности планеты, тогда как мантия долго представлялась как неподвижная основа. Однако эти представления могут измениться благодаря открытиям, которые сделали ученые из Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе во главе с профессором Мотохико Мураками.
С 1970-х годов геофизики фиксировали аномальное поведение сейсмических волн в так называемом слое D, который находится на границе между мантией и ядром на глубине 2700 км. Там скорость волн неожиданно менялась, словно они проходили через вещество другого типа. Гипотез было множество, но убедительных доказательств не хватало.
Прорыв случился благодаря новым экспериментам и компьютерному моделированию. Еще в 2004 году Мураками показал, что основной минерал мантии, перовскит, под давлением и температурой слоя D превращается в новую форму — пост-перовскит. Однако этого было недостаточно, чтобы объяснить странное поведение сейсмических волн.
Теперь исследователи выяснили: если кристаллы пост-перовскита ориентированы в одном направлении, они становятся более «жесткими» в определенной оси. Это позволяет волнам распространяться быстрее, как и наблюдается в реальности. Но что заставляет кристаллы так выстраиваться?
Ответ оказался сенсационным: твердая порода в нижней мантии Земли медленно течет, и именно это движение выравнивает кристаллы пост-перовскита. Ученые впервые доказали в лабораторных условиях, что такие кристаллы действительно способны выстраиваться при экстремальных условиях давления и температуры.
Это означает, что текучесть твердых пород — не теория, а подтвержденный факт. Внутреннее движение твердой мантии, подобное медленной конвекции кипящей воды, — ключ к пониманию множества геофизических процессов: от вулканизма до движения плит и, возможно, даже формирования магнитного поля.
Открытие разворачивает перед наукой новую страницу. Теперь становится возможным моделировать и «картографировать» эти глубинные потоки, чтобы лучше понимать, как работает «мотор» нашей планеты. Это знание не только закрывает многолетний научный вопрос, но и дает инструменты для прогнозирования геологических катастроф.
Ранее Наука Mail рассказывала, что глубоко погружающийся углерод может менять химический состав мантии.