Внутри Земли есть тонкий слой вокруг расплавленного металла внешнего ядра. Его происхождение оставалось неопределенным на протяжении десятилетий, но теперь исследователи полагают, что причину этого следует искать именно здесь: именно вода на поверхности вызвала эту дифференциацию. Это трудно объяснить, предполагая, что там падает концентрация одного элемента, но это можно объяснить, если происходит широкомасштабная химическая реакция. Статья, описывающая этот сценарий, опубликована в журнале Nature Geoscience.
Вода не капает на тысячи километров в пробку. Его уносят вниз нисходящие тектонические плиты, и в конечном итоге он достигает ядра, пройдя 2900 километров. Процесс медленный, но за миллиарды лет вода с поверхности изменила границу между нижней частью мантии и верхней частью ядра.
Слой, богатый водородом и обедненный силикатами, имеет толщину около нескольких сотен километров и в основном похож на пленку, учитывая, что ядро имеет диаметр 6970 километров. Сценарий изменения воды предполагает, что этот модифицированный слой жидкого металла вступает в реакции, в результате которых образуются кристаллы кремнезема, которые перемещаются в мантию. Он также ожидает, что слой будет менее плотным и с более низкой сейсмической скоростью, что и было измерено геологами.
«В течение многих лет считалось, что материальный обмен между ядром Земли и мантией невелик. Однако наши недавние эксперименты с высоким давлением показывают другую историю. Мы обнаружили, что когда вода достигает границы ядра и мантии, она вступает в реакцию с кремнием в ядре, образуя кремнезем», — заявил соавтор исследования доктор Дэн Шим из Университета штата Аризона.
«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 материальный обмен».
Мы многого не знаем о глубинах нашей планеты. Более точные сейсмические данные, собранные в результате больших и малых землетрясений, а также более качественное моделирование раскрыли новые детали внутренней части нашей планеты.
Лишь недавно исследователи обнаружили доказательства того, что две области вокруг ядра остались после планетарного столкновения, в результате которого образовалась Луна.
