Причина скачка вязкости в середине мантии ранее была неизвестна
Международная группа ученых выяснила, что скорость движения литосферных плит внутрь Земли резко замедляется на глубине около тысячи км из-за крупных зерен минерала бриджманита в середине мантии. Их присутствие объясняет так называемый "скачок вязкости" в этой области. Он считается ключевым компонентом динамики и эволюции нижних слоев мантии, пишут исследователи в статье в журнале Nature.
"Мы обнаружили, что в верхних прослойках нижней мантии Земли присутствует слой из особо крупных зерен бриджманита, которые возникли в первые эпохи существования планеты. Благодаря их высокой вязкости они не смешиваются с окружающими породами и остаются на месте. В результате этого возник своеобразный барьер из бриджманита, вынуждающий потоки расплавленных пород двигаться через небольшие и нестабильные проходы между скоплениями данного минерала", - пишут исследователи.
К такому выводу пришла научная группа под руководством Фэя Хунчжаня, профессора Университета Байрейта (Германия). Исследователи стремились выяснить, почему сейсмические наблюдения указывают на резкое увеличение вязкости мантии и замедленное погружение в нее литосферных плит на глубине в 800-1200 км.
Уточненная структура мантии Земли
Исследователи изучили процесс формирования зерен ключевых минералов в недрах Земли. Среди них так называемые пиролитические минералы, составляющие основу верхних слоев мантии, а также бриджманит из группы перовскитов, самая большая концентрация которого наблюдается в нижних слоях мантии. Авторы пишут, что бриджманит был первым минералом, который кристаллизовался из океана магмы на первых этапах формирования нашей планеты.
Эксперименты показали, что определенная комбинация давлений и температур, предположительно характерная для срединной прослойки недр Земли в те времена, привела к формированию необычно крупных и плотных зерен бриджманита. Они обладают очень высокой вязкостью по сравнению с окружающими их прослойками из пиролитических минералов.
Как отмечают геологи, существование подобной прослойки в мантии на протяжении многих миллиардов лет объясняет не только резкое замедление движения пород в срединных слоях недр Земли, но и необычное соотношение долей магния и кремния в породах верхней мантии, а также изотопные аномалии, характерные для магмы из нижних слоев мантии.
По информации https://nauka.tass.ru/nauka/18216369
Обозрение "Terra & Comp".
