Внутри Земли вокруг расплавленного металла внешнего ядра есть тонкий слой толщиной чуть более нескольких сотен километров. Его происхождение оставалось неопределенным на протяжении десятилетий, но теперь исследователи нашли вероятную причину его появления.
Международная группа исследователей, в том числе учёные из Университета штата Аризона Дэн Шим, Тэхён Ким и Джозеф О’Рурк из Колледжа исследования Земли и космоса, выяснили, что вода с поверхности Земли может проникать глубоко в планету, изменяя состав самой внешней области металлического жидкого ядра и создавая отчетливый тонкий слой. Результаты их исследования было опубликованы в журнале Nature Geoscience, сообщается на сайте Университета штата Аризона.
Исследования показывают, что за миллиарды лет поверхностные воды переносились глубоко в Землю путем опускания (или субдукции) тектонических плит. Достигнув границы ядра и мантии, на глубине около 2900 километров под поверхностью, эта вода вызывает глубокое химическое взаимодействие, изменяющее структуру ядра.
Команда исследователей, в которую входит также Ён Джэ Ли из Университета Йонсей в Южной Корее, посредством экспериментов под высоким давлением продемонстрировали, что погруженная вода химически реагирует с материалами ядра.
В результате этой реакции образуется богатый водородом и обедненный кремнием слой, превращающий самую верхнюю внешнюю область ядра в пленкоподобную структуру. Кроме того, в результате реакции образуются кристаллы диоксида кремния (кремнезем), которые поднимаются и интегрируются в мантию.
Предполагается, что этот модифицированный жидкометаллический слой будет менее плотным и с пониженной сейсмической скоростью, что соответствует аномальным характеристикам, нанесенным на карту сейсмологами.
"В течение многих лет считалось, что материальный обмен между ядром и мантией Земли незначителен. Однако наши недавние эксперименты с высоким давлением показывают другую историю. Мы обнаружили, что когда вода достигает границы ядра и мантии, она вступает в реакцию с кремнием в ядре, образуя кремнезем", - сказал Шим.
"Это открытие, наряду с нашими предыдущими наблюдениями за образованием алмазов из воды, реагирующей с углеродом в жидком железе под экстремальным давлением, указывает на гораздо более динамичное взаимодействие ядра и мантии, предполагающее существенный обмен веществ", - добавил он.
Это открытие расширяет понимание внутренних процессов Земли, предполагая более обширный глобальный круговорот воды, чем считалось ранее. Измененная "пленка" ядра имеет глубокие последствия для геохимических циклов, связывающих цикл поверхностных вод с глубинным металлическим ядром.
Ядро Земли - другие новости
Как сообщал УНИАН, ранее ученые выяснили, что "твердое" внутреннее ядро Земли на самом деле может оказаться не таким уж и твердым. Наоборот, это смесь из твердого и жидкого состояния, доходящая до самого центра нашей планеты.
Также, ученые нашли внутри Земли гигантскую неизвестную структуру, которую называют "зоной ультранизкой скорости" (ULVZ). Она лежит на границе между очень горячим расплавленным ядром Земли и твердой мантией.
