Международная группа геологов и минеральных физиков из Гарвардского университета, Калифорнийского университета, Аргоннской национальной лаборатории и Чикагского университета представила революционное исследование структуры земной мантии. Результаты работы, опубликованные в журнале Nature Communications, демонстрируют значительно более сложное строение мантии, чем предполагалось ранее.
Используя многоосный пресс для симуляции условий высокого давления и применяя методы машинного обучения, исследователи изучили свойства рингвудита – высокобарической фазы силиката магния. Это позволило получить новые данные о характеристиках породы на различных глубинах мантии.
Если раньше считалось, что поверхность Земли динамична из-за тектоники плит и эрозии, ядро находится в постоянном движении из-за расплавленного железа, генерирующего магнитное поле, а мантия представляет собой просто толстый слой горячей породы с редкими плюмами, то теперь эта картина существенно усложнилась.
Современные геофизические методы, позволяющие отслеживать сейсмические волны от землетрясений, создают своеобразную «компьютерную томографию» земных недр. Благодаря этому десять лет назад было обнаружено, что некоторые мантийные плюмы способны подниматься от основания мантии до поверхности Земли, тогда как другие останавливаются на определенной глубине.
Особый интерес представляет граница на глубине 660 километров, где изменения скорости сейсмических волн указывают на различия в твердости материала, что связано с разложением рингвудита. В 2022 году другая исследовательская группа обнаружила еще одну значимую границу на глубине 1050 километров.
Лабораторные эксперименты, имитирующие условия высокого давления и температуры в мантии, показали, что фазовые переходы в этих слоях варьируются в зависимости от конкретных условий. Это объясняет, почему некоторые плюмы останавливаются, а другие проникают до земной коры.
Полученные результаты опровергают упрощенное представление о мантии как об однородном слое. Наличие различных слоев и переходных зон на глубинах около 660 и 1050 километров существенно влияет на движение расплавленного материала и мантийных плюмов внутри Земли, определяя сложную динамику геологических процессов.
Изображение носит иллюстративный характер
Используя многоосный пресс для симуляции условий высокого давления и применяя методы машинного обучения, исследователи изучили свойства рингвудита – высокобарической фазы силиката магния. Это позволило получить новые данные о характеристиках породы на различных глубинах мантии.
Если раньше считалось, что поверхность Земли динамична из-за тектоники плит и эрозии, ядро находится в постоянном движении из-за расплавленного железа, генерирующего магнитное поле, а мантия представляет собой просто толстый слой горячей породы с редкими плюмами, то теперь эта картина существенно усложнилась.
Современные геофизические методы, позволяющие отслеживать сейсмические волны от землетрясений, создают своеобразную «компьютерную томографию» земных недр. Благодаря этому десять лет назад было обнаружено, что некоторые мантийные плюмы способны подниматься от основания мантии до поверхности Земли, тогда как другие останавливаются на определенной глубине.
Особый интерес представляет граница на глубине 660 километров, где изменения скорости сейсмических волн указывают на различия в твердости материала, что связано с разложением рингвудита. В 2022 году другая исследовательская группа обнаружила еще одну значимую границу на глубине 1050 километров.
Лабораторные эксперименты, имитирующие условия высокого давления и температуры в мантии, показали, что фазовые переходы в этих слоях варьируются в зависимости от конкретных условий. Это объясняет, почему некоторые плюмы останавливаются, а другие проникают до земной коры.
Полученные результаты опровергают упрощенное представление о мантии как об однородном слое. Наличие различных слоев и переходных зон на глубинах около 660 и 1050 километров существенно влияет на движение расплавленного материала и мантийных плюмов внутри Земли, определяя сложную динамику геологических процессов.
