Глибока частина середнього шару Землі знаходиться в русі.
Нові дослідження виявляють, що нижня мантія, розташована між 610 та 1000 кілометрами під земною корою, більш динамічна, ніж вважалося раніше. Цей глибокий шар бурхливо протікає і деформується в зонах субдукції, де плити океанічної кори спускаються вниз через шари Землі, як тонучі кораблі.
"Традиційно вважається, що потік гірської породи в нижній мантії Землі млявий, поки ви не потрапите в ядро планети. Найбільш динамічні дії відбуваються у верхній мантії, яка йде лише на глибину 660 км (410 миль)", - керівник дослідження Про це сказала Ана Феррейра, сейсмолог університетського коледжу Лондона та Лісабонського університету. "Ми показали, що це зовсім не так у великих регіонах, що знаходяться внизу Південно-Тихоокеанського краю та Південної Америки".
Розуміння шарів
Мантія Земля виготовлена з гарячої скелі, міцної, але легко зігнутої та вигнутої. Перехід між верхньою мантією та нижньою мантією знаходиться на відстані 610 км під поверхнею. Ці два шари виразні; Наприклад, верхня мантія здебільшого виготовлена з магнітного перидотиту гірської породи, тоді як нижня мантія багата мінералами брідгманіт і феропериклаза оксиду магнію. Два шари також відрізняються температурою і тиском.
Феррейра та її колеги почали досліджувати верхню частину нижньої мантії, використовуючи комп'ютерну модель внутрішнього простору Землі, створену за допомогою 43 мільйонів реальних сейсмічних вимірювань планети. Зокрема, геофізики використовують природні відгомони землетрусів навколо земної кулі для зображення того, що знаходиться всередині планети. Дивлячись, як хвилі змінюють швидкість і напрямок, дослідники можуть отримати інформацію про різні склади гірських порід і мінералів всередині мантії, даючи підказки про її будову та властивості.
У ході дослідження дослідники зосередили увагу на тому, що відбувається в зонах субдукції, в районах, де океанічна кора занурюється нижче континентальної кори, як конвеєр, переробляючи гірські породи та корисні копалини вглиб мантії. Ці плити занурюються до серцевини, перетинаючи межу між верхньою та нижньою мантією.
Динамічна мантія
Результати показали, що в зонах субдукції нижня мантія на диво динамічна, особливо навколо країв плит давньої кори, що проникають через її шари. Причина, як виявили дослідники, здається чимось, що називається "повзучою дислокацією", що є деформацією кристалів та кристалічного матеріалу, викликаною рухом дефектів усередині кристалів. Ця повзання спричинена взаємодією з мантійною скелею, яка спонукає мантію деформуватися і (дуже повільно) текти.
Дослідники знайшли докази цього повзання нижче Західного Тихого океану та Південної Америки, тож поки не ясно, наскільки воно поширене. Якщо діяльність є глобальною, це може припустити, що Земля охолоджується швидше, ніж раніше було оцінено, - йдеться у співавторі дослідження Мануеле Факсенда з Падуського університету.
Хоча потік мантії може здатися досить віддаленим від того, що відбувається в земній корі, це значною мірою визначає середовище планети, сказала Феррейра. Наприклад, Венера має аналогічні розміри та розташування на орбіті, як Земля, але її мантія, ймовірно, тече зовсім інакше.
"Як потоки мантії на Землю можуть контролювати, чому на нашій планеті існує життя, але не на інших планетах, таких як Венера", - сказала вона.
Результати з'являються сьогодні (25 березня) у журналі Nature Geoscience.
