В верхней мантии обнаружили новый слой, в котором плавают бывшие континенты

Устройство недр Земли - эта та загадка, тот вопрос, которые еще долго не оставят ученых в покое. Все наши непосредственные знания ограничиваются лишь десятью километрами земной коры. Все, что находится глубже коры, а это практически 6500 км, возможно исследовать только косвенными методами. Последние, к сожалению, далеко не совершенны, поскольку не позволяют увидеть картину в целом, с другой стороны, при благоприятном стечении обстоятельств позволяют получать новые данные и делать на их базе новые открытия.

Совсем недавно мы писали об открытии геофизиков из США и Китая, которые обнаружили, что внутреннее земное ядро состоит из двух принципиально разных слоев. На сей раз другая команда ученых сделала не менее интересное открытие: в мантии, на глубине до 1500 км присутствует слой, где плавают бывшие материки.

обнаружен новый слой в земной мантии

Исследование характера прохождения сейсмических волн сквозь недра планеты - лучший на сегодняшний день инструментарий в распоряжении геофизиков. Поскольку сейсмические волны, по сути являющиеся колебательными волнами, порождаемыми низкочастотными акустическими источниками, с разной скоростью, преломлением и рассеванием проходят сквозь разные материалы, то анализ их характера может многое поведать о свойствах материалов, которые встречались им на пути. Однако, для получения полной и максимально точной картины одного анализа волн зачастую бывает недостаточно, поэтому ученым приходиться также прибегать к компьютерному моделированию и лабораторным экспериментам.

Благодаря применению сразу трех этих методов американским геофизикам и сейсмологам удалось обнаружить присутствие в мантии нового слоя, внутри которого медленно дрейфуют полурасплавленные бывшие континенты. Ведущий автор исследования, профессор Лоуэлл Мияги, поясняет, что полученные результаты анализа сейсмических волн было трудно трактовать известными способами: «Мы получили свидетельства присутствия огромных скоплений предельно твердых неоднородных минералов на глубине около 1400-1500 км. До нас подобных свидетельств никогда не получали». Для объяснения этого заключения была построена компьютерная модель, показавшая, что твердыми скоплениями могут являться бывшие континенты, которые миллионы лет назад были поглощены мантией в ходе субдукционных процессов.

Но и на этом все не завершилось. Дело в том, что в верхней мантии на этой глубине температуры уже достаточные для того, чтобы полностью расплавить большую часть минералов. Тут-то на помощь и пришли лабораторные эксперименты. Воссоздав в алмазной наковальне сверхвысокое давление, соответствующее таковому в недрах планеты, исследователи установили, что минералы и камень в частности становится невероятно вязким и твердым (примерно в 300 раз плотнее, чем в нормальных условиях), что не позволяет им расплавиться и сохранять изначальную форму. Опустившись несколько глубже, температура возрастает и вещество неизменно плавиться.

Каждое новое исследование, каждый новый эксперимент все больше убеждает нас в том, что внутреннее устройство нашей планеты больше походит на луковицу со множеством слоев, только в отличии от все той же луковицы каждый слой Земли принципиально отличается от соседних.

Говорит Лоуэлл Мияги из Университета Юты, США.

Подробнее с исследованием можно ознакомиться в статье в журнале Nature Geoscience от 23 марта 2015 года.

Евгений Мартыненко