Зоны сверхнизкой скорости (ULVZ), представляющие собой относительно небольшие области размером в сотни километров, долгое время оставались загадкой для геофизиков. Они характеризуются аномально низкой скоростью прохождения сейсмических волн и повышенной плотностью.
Ученые Китайской академии наук и Национального университета Тайваня решили выяснить, как эти зоны влияют на тепловой баланс планеты. Используя метод сверхбыстрой оптической спектроскопии в сочетании с алмазными наковальнями, создающими экстремальное давление и температуру, исследователи измерили теплопроводность ключевого минерала этих зон — богатого железом магнезиовюстита. Результат оказался неожиданным: этот материал обладает чрезвычайно низкой теплопроводностью, значительно уступая в этом окружающим мантийным породам.
Моделирование показало, что уникальные свойства ULVZ — низкая скорость, высокая температура и плотность — заставляют их работать как локальные «тепловые одеяла». Они существенно замедляют передачу тепла от раскаленного ядра к мантии, изменяя пространственное распределение теплового потока. В некоторых областях это может даже приводить к формированию локальных тепловых слоев в верхней части ядра.
Открытие имеет фундаментальные последствия. Поскольку именно теплообмен на границе ядро-мантия является движущей силой конвекции в жидком внешнем ядре, которая генерирует магнитное поле Земли (геодинамо), «теплоизолирующие» свойства ULVZ напрямую влияют на энергетический баланс этого процесса. Они могут влиять на стабильность, полярность и долгосрочную эволюцию магнитного поля, защищающего жизнь на планете от космической радиации. Выводы опубликованы в научном журнале Nature Communications.
Ученые подчеркивают, что это лишь начало пути к пониманию сложного внутреннего устройства Земли, и для полной картины необходимы дальнейшие исследования.
Ранее Наука Mail рассказывала о разгадке причины аномалий в древнем магнитном поле Земли.
