Международная группа исследователей обнаружила, что вода с поверхности Земли может проникать вглубь планеты, изменяя состав внешней области металлического жидкого ядра и создавая отчетливый тонкий слой, сообщает Школа изучения Земли и космоса Аризонского государственного университета (School of Earth and Space Exploration, Arizona State University). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.
Несколько десятилетий назад сейсмологи, проводящие съемку глубин планеты, обнаружили тонкий слой толщиной чуть более нескольких сотен километров. Происхождение этого слоя, известного как E prime, до сих пор оставалось загадкой.
Недавние исследования показали, что в течение миллиардов лет поверхностная вода перемещалась к центру Земли под действием опускающихся тектонических плит. Достигнув границы ядра и мантии, расположенной на глубине около 2897 км под поверхностью Земли, вода вступает в химическое взаимодействие, изменяя структуру ядра. В результате такой реакции образуется богатый водородом слой, который превращает верхнюю внешнюю область ядра в пленкоподобную структуру. Кроме того, образуются кристаллы кремния, которые поднимаются и присоединяются к мантии.
«В течение многих лет считалось, что обмен веществами между ядром и мантией Земли невелик. Однако недавние эксперименты с высоким давлением показали, что дело обстоит иначе. Мы обнаружили, что когда вода достигает границы ядра и мантии, она вступает в реакцию с кремнием в ядре, образуя кремнезем. Это открытие, наряду с нашим предыдущим наблюдением образования алмазов из воды, реагирующей с углеродом в жидком железе под экстремальным давлением, указывает на гораздо более динамичное взаимодействие ядра и мантии, предполагающее существенный обмен материалами», – поясняют исследователи.
Результаты работы расширяют понимание внутренних процессов Земли и позволяют предположить наличие более обширного глобального круговорота воды, чем считалось ранее. Измененная «пленка» ядра оказывает сильное влияние на геохимические циклы, связывающие поверхностный круговорот воды с глубоким металлическим ядром.
[Фото: Dan Shim/ASU]
