Поверхностные воды Земли могут проникать глубоко в планету, трансформируя внешний слой ядра
Несколько десятилетий назад сейсмологи, изучавшие глубокую планету, обнаружили тонкий слой толщиной чуть более нескольких сотен километров. Происхождение этого слоя, известного как простой слой E, до сих пор оставалось загадкой.
Международная группа исследователей, в том числе учёные из Университета штата Аризона Дэн Шим, Тэхён Ким и Джозеф О’Рурк из Школы исследования Земли и космоса, обнаружили, что вода с поверхности Земли может проникать глубоко в планету, изменяя состав Внешняя область металлического жидкого ядра и создание отчетливого тонкого слоя. Их исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience.
Исследования показывают, что на протяжении миллиардов лет поверхностные воды переносились глубоко в Землю путем опускания или погружения тектонических плит. Достигнув границы ядра и мантии, примерно в 2900 километрах от поверхности, эта вода вызывает глубокое химическое взаимодействие, изменяющее структуру ядра.
Вместе с Ён Джэ Ли из Университета Йонсей в Южной Корее Шим и его команда с помощью экспериментов под высоким давлением продемонстрировали, что погруженная вода химически реагирует с материалами ядра. Эта реакция формирует богатый водородом и обедненный кремнием слой, превращая самую верхнюю внешнюю область ядра в пленкоподобную структуру. Кроме того, в результате реакции образуются кристаллы кремнезема, которые поднимаются и интегрируются в мантию.
По прогнозам, этот модифицированный жидкометаллический слой будет менее плотным и с уменьшенными сейсмическими скоростями, что соответствует аномальным характеристикам, нанесенным на карту сейсмологами.
«В течение многих лет считалось, что материальный обмен между ядром Земли и мантией невелик. Однако наши недавние эксперименты при высоком давлении показывают другую историю. Мы обнаружили, что когда вода достигает границы ядра и мантии, она вступает в реакцию с кремнием в ядро, образующее кремнезем», — сказал Шим.
«Это открытие, наряду с нашими предыдущими наблюдениями за образованием алмазов из воды, реагирующей с углеродом в жидком железе под экстремальным давлением, указывает на гораздо более динамичное взаимодействие ядра и мантии, что предполагает существенный обмен веществ», - добавили ученые.
Это открытие расширяет наше понимание внутренних процессов Земли, предполагая более обширный глобальный водный цикл, чем считалось ранее. Измененная «пленка» ядра имеет глубокие последствия для геохимических циклов, которые связывают цикл поверхностных вод с глубинным металлическим ядром.
Обсудим?
Смотрите также:
