Мантия Земли составляет большую часть объема нашей планеты, но мы до сих пор очень мало знаем о процессах, управляющих ею. Последние исследования двух доминирующих минералов в нижней мантии показывают, что там происходит обратное, чем считалось ранее.
Исследования минералогического состава и процессов, происходящих в мантии Земли, очень сложны. Все потому, что у нас нет образцов из этой части недр нашей планеты. Большинство анализов и исследований основаны на вычислительных моделях и наблюдениях за сейсмическими волнами. Благодаря им известно, что нижняя мантия, уже примыкающая к жидкому внешнему ядру, состоит из двух ключевых минералов — бриджманита и ферропериклаз.
Эти минералы на самом деле являются гипотетическими. У нас нет их образцов, но на основе расчетов мы знаем, что вещества с таким составом могут находиться на этой глубине более 1000 километров. Бриджманит представляет собой силикат магния и железа со структурой перовскита, а ферропериклаз представляет собой оксид магния и железа. Бриджманит имеет более высокий процент в составе мантии и, по некоторым исследованиям, может достигать 93%.
Минералы в мантии Земли обладают противоположными свойствами. Это многое меняет
В условиях нижней мантии, где давление в тысячи раз больше, чем на дне Марианской впадины, а температура тоже исчисляется тысячами градусов, минералы постоянно претерпевают различные превращения и превращения. Результаты расчетных исследований пока показали, что бриджманит является более стабильным минералом, который с большей вероятностью остается в твердой фазе, в то время как ферропериклаз чаще плавится и является своего рода «смазкой», плавающей в уже полужидкой массе породы. нижняя мантия.
Предыдущее исследование упустило один фактор. Процессы внутри Земли протекают крайне медленно и в очень больших временных масштабах, исчисляемых миллионами и миллиардами лет. Новая вычислительная модель учла этот фактор и обнаружила полную противоположность. С результатами исследования можно ознакомиться на страницах Nature .
Гораздо более стабильным минералом, наиболее труднодеформируемой фазой в мантии Земли является ферропериклаз. Казалось бы, небольшая разница может иметь далеко идущие последствия. Поскольку бриджманит легче деформируется, существующие гипотезы, объясняющие магматические процессы, происходящие внутри нашей планеты, должны быть дополнены этим фактом. Кроме того, бриджманит и ферропериклаз могут формировать недра других планет за пределами нашей Солнечной системы, а новое понимание поведения этих минеральных фаз может продвинуть наше понимание истории формирования планет.