Мантия Земли на 60 градусов горячее, чем считалось

Насколько сильно раскалена Земля внутри? Недра нашей планеты имеют температуру не менее 1410 градусов Цельсия, выяснили ученые в новом исследовании.

В этом новом исследовании группой ученых во главе с Эмили Сарафьян (Emily Sarafian), докторантом факультета геологии и геофизики Массачусетского технологического института, США, показано, что мантия Земли под океанами – слой, простирающийся от коры Земли до её внутреннего жидкого ядра – почти на 60 градусов Цельсия горячее, чем считалось ранее. Эти находки помогут ученым более точно моделировать многие геодинамические процессы, включая тектонику плит, говорят авторы исследования.

Для определения температур в том или ином слое мантии Земли ученые используют метод, основанный на зависимости температуры плавления смеси горных пород от её состава. В лаборатории готовится смесь порошков горных пород, отвечающая составу вещества мантии в исследуемой точке, которая затем нагревается до плавления при давлении, равном давлению в исследуемой точке мантии. Однако при использовании этого метода имеет место существенная погрешность, связанная с учетом воды, значительно снижающей теплоту плавления смеси горных пород.

Породы мантии содержат небольшое количество воды, однако обеспечить «правильное» содержание воды в искусственно созданных лабораторных образцах чрезвычайно трудно, говорит Сарафьян. Кроме того, воздух в лаборатории также содержит некоторое количество влаги, что дополнительно усугубляет ситуацию. Для решения этой проблемы ученые проводили «абсолютно сухие» лабораторные эксперименты, а затем математически учитывали снижающее температуру плавления пород влияние воды.

В своем исследовании Сарафьян и её коллеги показали, что эти «сухие» эксперименты на самом деле не были абсолютно «сухими»: приготовленные в лаборатории модельные смеси содержали примерно столько же воды, сколько содержат расплавленные породы мантии Земли. Следовательно, «поправка на воду» производилась некорректно, показывают Сарафьян и коллеги. Отказ от этой поправки дает снижение рассчитанной температуры мантии Земли в зоне под океанами примерно на 60 градусов Цельсия.