Материя из ядра Земли может попадать в литосферу

США

• Земля

Странности сейсмического поведения в приграничном слое между ядром и мантией Земли могут быть вызваны перетеканием тяжелых изотопов железа из ядра в литосферу. Это выяснилось в ходе исследования, одним из авторов которого является профессор Калифорнийского университета в Дэвисе Чарлз Лешер (Charles Lesher). Статья с материалами исследования появилась в издании Nature Geoscience.

Как считают специалисты, ядро планеты состоит из твердого металлического ядра в центре и обтекающего его внешнего слоя из жидкого железа и никеля. Циркуляция этого слоя создает магнитное поле Земли. Но недавние исследования показали, что есть еще что-то. Материя ядра образует нечто вроде пузырей, состоящих из тяжелого железа, которые всплывают в мантию.

Об этой гипотезе ученых заставили задуматься сейсмические отклонения, которые появляются в так называемом D-слое мантии. Это двухсот километровый слой расплавленных пород мантии, находящийся непосредственно вблизи ядра. Именно в этой зоне специалисты наткнулись на области, где сейсмические волны по непонятным причинам теряют скорость. Исследователи считают, что эти странные участки как раз и являются пузырями тяжелых изотопов железа и других пород, которые из ядра поднимаются в мантию.

Авторы работы смоделировали предполагаемые процессы, происходящие в ядре и мантии, в лабораторных условиях, разработав соответствующую установку. Опыт показал, что в условиях ядра планеты разные изотопы железа отличаются своим поведением. Относительно легкие атомы задерживаются в ядре, а тяжелый изотоп Fe-57 всплывает в верхние слои расплава с меньшей температурой и давлением. Расчеты геологов показывают, что такой процесс может тянуться сотни миллионов лет. До тех пор, пока приграничных слой D не утратит равновесное состояние и не устремится вверх, образовав плюм.

Иногда такие потоки, содержащие вещество ядра, выходят на поверхность земли с вулканической магмой. Так, в частности, в лаве отдельных подводных вулканов в районе Гавайев и архипелага Самоа содержится повышенное количество тяжелого железа, над происхождением которого долго ломали голову ученые. Что может служить подтверждением результатов исследования.

Вера Максимова, 16.04.2020 17:33