Конвекция твердой породы на глубине 2 700 км: швейцарские ученые раскрывают тайны недр Земли
В последние десятилетия геология стремительно продвинулась в понимании процессов, происходящих внутри нашей планеты. Однако новое открытие швейцарских ученых ставит в центр внимания один из самых загадочных феноменов — движение твердых пород на глубине около 2 700 километров, в так называемой границе мантии и ядра Земли. Результаты исследования, опубликованные в начале июня 2025 года, переворачивают привычные представления о том, как ведет себя вещество в глубинах нашей планеты.
Загадочное движение на границе мантии и ядра
Традиционно считалось, что мантия Земли — слой толщиной около 2 900 километров, расположенный между земной корой и ядром — ведет себя либо как вязкая жидкость, либо как твердая, но неподвижная порода. Особый интерес вызывает так называемый переходный слой, где мантия соприкасается с внешним ядром, состоящим преимущественно из расплавленного железа и никеля.
Швейцарские геологи при помощи новейших сейсмических методов и компьютерного моделирования обнаружили, что на глубине около 2 700 км твердая порода мантии способна течь, несмотря на свою твердость. Это движение происходит в зоне, где ранее предполагалось только пассивное состояние вещества, и оно может объяснить многие загадочные сейсмические явления, фиксируемые по всему миру.
Роль минерала перовскита и его переход в пост-перовскит
Долгое время ученые связывали изменения в сейсмических волнах с фазовым переходом минерала перовскита — главного компонента мантии — в более плотную форму, известную как пост-перовскит. Эти изменения обусловлены экстремальными условиями температуры и давления на глубине и приводили к скачкам скорости прохождения сейсмических волн.
Однако швейцарские исследователи выяснили, что этот переход сам по себе не объясняет всю сложность наблюдаемых явлений. Компьютерное моделирование показало, что особое упорядочивание кристаллов перовскита способствует тому, что твердая порода начинает вести себя как вязкая среда, способная к медленному течению. Иными словами, твердая мантия не просто меняет структуру, но и «живет» — она конвектирует, перенося тепло и вещества на глубине.
Конвекция твердой мантии: первое экспериментальное доказательство
Самое значимое открытие состоит в том, что теперь учёные получили первое экспериментальное подтверждение конвекции твердой породы в глубинах Земли. Конвекция — процесс перемещения вещества под действием тепловых потоков — ранее был известен как движущая сила мантийных течений, но предполагался лишь для вязко-пластичных, более податливых слоев.
«Мы наконец-то нашли недостающее звено головоломки», —
прокомментировали специалисты. Этот феномен имеет огромное значение для понимания механики земных недр, процессов формирования магнитного поля и даже сейсмической активности.
Почему это важно?
Конвекция в мантии — основной механизм переноса тепла из внутреннего ядра к поверхности Земли. Она определяет движение литосферных плит, вулканическую активность и формирование горных хребтов. Открытие конвекции в твердых породах на глубинах почти 3 000 километров помогает объяснить, как тепло передается через самые глубокие слои планеты, и может повлиять на пересмотр моделей формирования земной коры и ядра.
Кроме того, понимание этих процессов улучшит прогнозирование землетрясений и вулканических извержений, так как они напрямую связаны с динамикой мантийных потоков.
Взгляд в будущее
Это открытие открывает новый этап в геофизических исследованиях и стимулирует развитие методов изучения глубинных процессов. Использование передовых компьютерных моделей, а также дальнейшие эксперименты с минералами при экстремальных давлениях и температурах помогут расширить наши знания о строении и эволюции Земли.
В конечном счете понимание движения твердых пород внутри нашей планеты — это ключ к разгадке множества природных явлений, влияющих на жизнь на поверхности, включая климатические изменения и геологические катаклизмы.
Ранее на сайте «Пронедра» писали, что ученые раскрыли причины аномалий под северо-востоком Китая
