Исследовательская группа под руководством профессора Мотохико Мураками из Швейцарского федерального технологического института сделала значительный шаг в раскрытии тайн одного из самых загадочных слоев земных недр — зоны D″, расположенной на глубине около трех тысяч километров под поверхностью. Они обнаружили, что там твердая горная порода течет, хоть и не является жидкой. Эти удивительные результаты были опубликованы в журнале Communications Earth & Environment (CEE).
На протяжении почти пятидесяти лет ученые пытались понять, почему в области слоя D″ сейсмические волны неожиданно убыстряются, проходя словно сквозь иной материал. Теории предполагали наличие перехода главного минерала нижней мантии, перовскита, в иную форму — пост-перовскит, под действием экстремальных температур и давления.
Еще в 2004 году Мураками подтвердил, что подобный переход действительно возможен на таких глубинах. Однако в 2007 году он пришел к выводу, что один лишь фазовый переход недостаточен для объяснения резкого изменения скорости волн.
Новейшие исследования, в которых использовались сложные компьютерные модели и уникальные лабораторные эксперименты, привели к открытию: перовскит способен ускорять сейсмические волны только в случае однородной ориентации его кристаллов. Ученым впервые удалось доказать, что под колоссальным давлением и в условиях высокой температуры кристаллы действительно могут выстраиваться в одном направлении. В лабораторных условиях было воспроизведено ускорение, аналогичное наблюдаемому на глубине 2700 км.
Что же способствует такой ориентации кристаллов? Оказалось, что это результат течения твердой породы. Да, не жидкой лавы, а самой твердой мантии, которая медленно движется вдоль границы с ядром Земли, подобно кипящей воде в кастрюле. Это открытие стало первым экспериментально подтвержденным доказательством конвекции в твердой мантии.
Профессор Мураками отметил: «Наконец-то мы нашли недостающее звено головоломки». По словам авторов исследования, это открытие меняет наше понимание процессов, происходящих внутри планеты. Перед учеными стоит амбициозная задача — составление карты движений в самых глубоких и труднодоступных слоях Земли. Ранее исследователи уже смогли выяснить причины образования трещин на поверхности нашей планеты.