Новое открытие раскрывает тайну вязких пород в недрах Земли

Ученые из Баварского научно-исследовательского института экспериментальной геохимии и геофизики Университета Байройта под руководством профессора д-ра Томоо Кацуры сделали революционное открытие, которое объясняет, почему породы в недрах Земли становятся более вязкими на определенной глубине. Это открытие проливает свет на загадочный феномен миллиардолетних структур в глубинах Земли и позволяет по-новому взглянуть на геофизические и геохимические процессы.

Ключ к пониманию этого явления лежит в составе пород нижней мантии Земли. Исследователи обнаружили, что обогащенные бриджманитом породы, составляющие большую часть нижней мантии на глубине менее 1 000 километров, имеют значительно больший размер зерен по сравнению с породами, находящимися над ними. Разница в размерах зерен приводит к повышению вязкости.

Бриджманит, названный в честь лауреата Нобелевской премии Перси Бриджмана, - самый распространенный минерал в нижней мантии Земли. Она простирается с глубины 660 км до 2 900 км и занимает около половины всей Земли. Ученые из Германии, Китая, Франции, Великобритании и США обнаружили, что размер зерен бриджманита увеличивается на глубине около 1 000 километров, что приводит к заметному увеличению вязкости.

Скачок вязкости в нижней мантии имеет значительные последствия для различных геофизических и геохимических процессов. Субдуцированные плиты, погружающиеся в нижнюю мантию, испытывают замедление своего опускания в более мелкой части нижней мантии из-за увеличения вязкости. С другой стороны, мантийные плюмы, ответственные за вулканическую активность на поверхности Земли, похоже, быстро поднимаются выше глубины 1 000 километров. Ранее эти наблюдения вызывали недоумение, но теперь они могут быть объяснены новыми результатами.

Вязкие породы, обогащенные бриджманитом, сформировались в начале истории Земли и сохранялись в глубокой нижней мантии в течение миллиардов лет. Их вязкость не позволяет им смешиваться с другими компонентами мантии в процессе мантийной конвекции. Такая сохранность позволяет получить ценные сведения о геологической эволюции Земли и процессах, которые формировали нашу планету с течением времени.

Результаты исследования также коррелируют с наблюдениями сейсмологов. Было замечено, что многие субдуцированные плиты остаются неподвижными в слое глубиной от 600 до 1 500 километров. Кроме того, шлейфы, которые поднимаются вертикально и хорошо видны на глубине менее 1 000 километров, становится трудно изобразить выше этой глубины. Эти сейсмические наблюдения согласуются с новым пониманием скачка вязкости в нижней мантии.

Это новаторское исследование открывает новые пути для дальнейшего изучения и понимания недр Земли. Профессор д-р Томоо Кацура подчеркивает важность этого открытия для развития наших знаний о структуре и динамике Земли. Он говорит: "Эти результаты позволяют понять процессы, сформировавшие нашу планету, и послужат основой для будущих исследований в этой области".