Таинственный слой внутри Земли озадачил ученых
На глубине около 3000 километров под нашими ногами находится загадочная полоса материала, называемая слоем D, который уже давно очаровывает ученых своей комковатой структурой. Новые исследования предполагают, что этот слой, тонкий в одних местах и толстый в других, возможно, образовался из древнего океана магмы, который покрывал раннюю Землю миллиард лет назад, пишет ScienceAlert.
Химические реакции, вызванные экстремальными давлениями и температурами на дне древнего океана магмы, могли стать причиной неровностей, которые мы наблюдаем сегодня в слое D. На это указывают данные из симуляций международной группы исследователей. Новое моделирование отличается от предыдущих одним ключевым аспектом — водой, которая присутствовала в древних магматических океанах Земли, но ее влияние на эти океаны по мере их охлаждения и затвердевания редко учитывалось.
Новое исследование утверждает, что вода могла смешиваться с минералами с образованием пероксида железа и магния. Эта смесь притягивает железо, поэтому ее присутствие может объяснить, как богатые железом слои образовались там, где находится слой D, чуть выше границы между расплавленным внешним ядром Земли и окружающей мантией.
«Наши исследования показывают, что водный океан магмы способствовал образованию богатой железом фазы, называемой пероксидом железа и магния, — говорит ученый Цинъян Ху из Центра передовых исследований науки и технологий высокого давления (HPSTAR) в Пекине. — По нашим расчетам, его близость к железу могло привести к накоплению пероксида с преобладанием железа в слоях толщиной от нескольких до десятков километров».
С течением времени химические реакции концентрировались в определенных областях, что привело к образованию слоя D. Если подсчеты ученых выполнены верно, то они также помогут объяснить существование зон сверхнизкой скорости глубоко внутри Земли (ULVZ) — плотных областей материала, которые замедляют сейсмические волны до минимума.
Исследователи полагают, что богатые железом слои оказывали изолирующий эффект, удерживая различные области у основания нижней мантии отдельно друг от друга. «Наши результаты показывают, что богатая железом перекись, образовавшаяся из древней воды в океане магмы, сыграла решающую роль в формировании гетерогенных структур слоя D», — отмечает ученый Цинъян Ху.
Океан магмы, вероятно, образовался в результате гигантского столкновения с другой планетой около 4,5 миллиарда лет назад. Некоторые отколотые фрагменты образовали то, что мы сейчас называем Луной, в то время как смесь летучих элементов, включая углерод, азот, водород и серу, осталась на нашей планете и помогла зародить на ней жизнь.
«Наша модель хорошо согласуется с недавними результатами численного моделирования, предполагая, что неоднородность самой нижней мантии может быть долговременной особенностью Земли», — заключает геофизик Цзе Дэн из Принстонского университета.
Ранее ученые обнаружили на Гавайях новый вид извержения вулканов.
