Что скрывается под нашими ногами: новое исследование раскрыло секрет аномального поведения сейсмических волн

Загадочное поведение сейсмических волн, проходящих почти 3000 километров под поверхностью Земли и неожиданно ускоряющихся на границе ядра, наконец, получило объяснение благодаря новому исследованию, проведенному профессором экспериментальной минеральной физики ETH Zurich Мотохико Мураками и его командой.

Воссоздание экстремальных условий: ключ к пониманию земных недр

Ученые воссоздали в лаборатории экстремальные условия земных недр и обнаружили уникальный механизм, влияющий на распространение сейсмических волн, который до сих пор оставался загадкой для ученых.

Самый нижний слой мантии Земли, известный как слой D”, расположен на глубине около 2700 километров, непосредственно над границей с ядром планеты. Сейсмологи давно заметили, что на этой глубине сейсмические волны резко меняют скорость, что обычно указывает на переход в принципиально иной тип материала.

Перовскит и постперовскит: трансформация минералов в недрах Земли

Еще в 2004 году Мураками обнаружил, что на границе слоя D” основной минерал мантии — перовскит — превращается в другую форму, так называемый постперовскит, способный выдерживать колоссальные давление и температуру, и эта трансформация долгое время считалась причиной аномального поведения сейсмических волн.

Однако в 2007 году выяснилось, что одного лишь изменения минерального состава недостаточно для такого эффекта. Разгадка пришла с помощью сложных компьютерных моделей: оказалось, что твердость постперовскита зависит от ориентации его кристаллов, что и влияет на скорость распространения волн.

Упорядоченность кристаллов: ускорение сейсмических волн

Когда все кристаллы выстраиваются в одном направлении, сейсмические волны начинают двигаться быстрее, что объясняет аномальное поведение волн в слое D” и позволяет ученым лучше понять процессы, происходящие в недрах Земли.

Интересные факты о сейсмических волнах:

Сейсмические волны используются для изучения внутреннего строения Земли.
Существует несколько типов сейсмических волн, которые распространяются с разной скоростью и по-разному взаимодействуют с различными материалами.