Глубокая часть среднего слоя Земли находится в движении.
Новые исследования показывают, что нижняя мантия, расположенная между 410 и 621 милями (660 и 1000 километров) под земной корой, является более динамичной, чем считалось ранее. Этот глубокий слой течет и активно деформируется в зонах субдукции, где плиты океанической коры падают сквозь слои Земли подобно тонущим кораблям.
«Традиционно считалось, что поток камня в нижней мантии Земли будет вялым, пока вы не достигнете ядра планеты, при этом большинство динамических действий происходит в верхней мантии, которая идет только на глубину 660 км (410 миль)», - считает руководитель исследования. Ана Феррейра, сейсмолог из Университетского колледжа Лондона и Лиссабонского университета, заявила в своем заявлении. «Мы показали, что это не тот случай, в конце концов, в больших регионах, расположенных под югом Тихого океана и в Южной Америке».
Понимание слоев
Мантия Земли состоит из горячей скалы, твердой, но легко изогнутой и искривленной. Переход между верхней мантией и нижней мантией находится на глубине 410 миль (660 км). Эти два слоя различны; Например, верхняя мантия в основном состоит из перидотита магматических пород, а нижняя мантия богата минералами бриджманит и ферропериклаз оксида магния и железа. Два слоя также различаются по температуре и давлению.
Феррейра и ее коллеги приступили к исследованию самой верхней части нижней мантии с помощью компьютерной модели интерьера Земли, созданной с помощью 43 миллионов реальных сейсмических измерений планеты. В частности, геофизики используют естественные отголоски землетрясений по всему земному шару для изображения того, что находится внутри планеты. Глядя на то, как волны изменяют скорость и направление, исследователи могут собирать информацию о различных составах горных пород и минералов внутри мантии, давая подсказки о ее структуре и свойствах.
В исследовании ученые сосредоточились на том, что происходило в зонах субдукции, областях, где океаническая кора погружается ниже континентальной коры, как конвейерная лента, перерабатывая камни и минералы вглубь мантии. Эти плиты погружаются к ядру, пересекая границу между верхней и нижней мантией.
Динамическая мантия
Результаты показали, что в зонах субдукции нижняя мантия удивительно динамична, особенно по краям плит древней коры, погружающихся в ее слои. Исследователи выяснили, что причиной этого является «ползучесть дислокаций», которая заключается в деформации кристаллов и кристаллического материала, вызванной движением дефектов внутри кристаллов. Этот ползучесть вызвано тем, что плита земной коры взаимодействует с мантийной породой, стимулируя деформацию мантии и (очень медленное) течение.
Исследователи нашли доказательства этого ползучести ниже Западной части Тихого океана и Южной Америки, поэтому пока не ясно, насколько широко они распространены. Если деятельность носит глобальный характер, это может указывать на то, что Земля охлаждается быстрее, чем предполагалось ранее, говорится в заявлении соавтора исследования Мануэль Фасценда из Университета Падуи.
По словам Феррейры, хотя поток мантии может показаться совершенно не похожим на то, что происходит в коре, он довольно сильно влияет на окружающую среду планеты. Венера, например, имеет размеры и местоположение на орбите, аналогичные Земле, но ее мантия, вероятно, течет совсем по-другому.
«Как мантийные потоки на Земле могут контролировать, почему существует жизнь на нашей планете, а не на других планетах, таких как Венера», - сказала она.
Результаты появляются сегодня (25 марта) в журнале Nature Geoscience.
