3000 км под нами бурлит неизвестное: ученые наконец разгадали природу таинственных глубинных структур

На глубине почти 3000 км под нашими ногами скрываются гигантские геологические структуры размером с континент. Они существуют уже миллиарды лет, но их природа долгое время оставалась загадкой. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, наконец даёт ответ: возможно, это фрагменты древней земной коры, опустившиеся почти до самого ядра планеты.

Что скрывается в глубинах?

Земная кора состоит в основном из базальта. На границах литосферных плит он погружается в мантию, где под колоссальным давлением и температурой превращается в новые минералы. Один из них — перовскит силиката кальция (Ca-Pv), третий по распространённости минерал на глубинах свыше 660 км.

Ca-Pv не существует в обычных условиях — он стабилен лишь при:

• Давлении свыше 100 000 атмосфер
• Температуре выше 1000 °C

"Воссоздать такие параметры в лаборатории — крайне сложная задача", — поясняют авторы исследования из Университетского колледжа Лондона.

Как учёные раскрыли тайну?

С помощью синхротрона ESRF и установки Large Volume Press исследователи смогли:

• Имитировать условия земных недр
• Измерить скорость ультразвуковых волн в образцах при разных давлениях и температурах

Результаты оказались неожиданными: свойства Ca-Pv сильно отличались от теоретических прогнозов. Зато это помогло объяснить давние аномалии в данных сейсмических волн.

На глубине 800-1200 км обнаружились фазовые переходы в структуре Ca-Pv. Именно они, вероятно, вызывают загадочные разрывы в распространении сейсмических волн, которые десятилетиями ставили учёных в тупик.