|
Таинственные участки у основания земной мантии
|
|
|
|
С помощью современной сейсмической томографии ученые-землеведы обнаружили, что над границей между ядром и мантией Земли (CMB), примерно в 2900 километрах под нашими ногами, находится тонкий слой толщиной около 300 километров с поразительной структурной сложностью и неоднородностью состава. Среди этих особенностей - маломасштабные структуры, известные как зоны сверхнизких скоростей (ULVZ), которые вызвали большой научный интерес.
|
|
|
|
ULVZ обычно имеют ширину всего около ста километров и высоту в десятки километров, напоминая небольшие участки, пришитые к основанию мантии. Несмотря на свои небольшие размеры, по сравнению с окружающей мантией, они демонстрируют аномально низкие скорости сейсморазведки и более высокую плотность.
|
|
|
|
Однако, учитывая такие экстраординарные характеристики, вопрос о том, как такие небольшие участки влияют на региональную термохимическую эволюцию и даже на энергетический баланс и работу магнитного поля Земли, долгое время оставался одним из основных вопросов, на которые не было ответа в науке о Земле.
|
|
|
|
Чтобы разгадать эту загадку, было проведено недавнее международное совместное исследование под руководством проф. Вэнь-Пин Се, научный сотрудник Института наук о Земле Академии Синика и профессор кафедры наук о земле Национального университета Тайваня, применил сверхбыструю оптическую спектроскопию в сочетании с алмазными ячейками с высокой температурой и давлением.
|
|
|
|
|
|
|
Они точно измерили теплопроводность магнезиовюстита, богатого железом, который, как считается, может образовывать ULVZs. Их исследование опубликовано в Nature Communications.
|
|
|
|
Удивительно, но команда обнаружила, что магнезиовюстит, богатый железом, обладает исключительно низкой теплопроводностью, намного более низкой, чем у окружающих мантийных материалов. Их моделирование данных также показало, что уникальные особенности ULVZ — низкая скорость, высокая температура и высокая плотность — заставляют их вести себя как локализованные теплоизоляционные слои в основании мантии.
|
|
|
|
Эти структуры могут значительно препятствовать передаче тепла из ядра в мантию, изменяя пространственно-временное распределение теплового потока по реликтовому излучению. В некоторых регионах они могут даже вызывать локальную тепловую стратификацию в верхней части ядра. Такие эффекты оказывают глубокое влияние на термохимическую эволюцию по обе стороны реликтового излучения и энергетический баланс, управляющий геодинамикой, тем самым влияя на полярность и эволюцию магнитного поля Земли.
|
|
|
|
"Эти результаты являются значительным шагом вперед в нашем понимании переноса тепла и геодинамика глубоких недр Земли, а знаменуют собой важный шаг к разгадке сложных термохимических и эволюции Динамо эксплуатации в самых глубоких уголках нашей планеты", - говорит соответствующий автор проф. Вэнь-Пин Се.
|
|
|
|
"Конечно, мы все еще очень мало знаем об этом, и нам нужно усердно работать, чтобы лучше понять внутреннее устройство и историю нашей прекрасной планеты".
|
|
|
|
Источник
|
