В земной мантии нашли «Мировой океан» — Naked Science
5 минут
Редакция

В земной мантии нашли «Мировой океан»

Международная группа ученых пришла к выводу, что объем воды в слое Голицына земной мантии может быть сопоставим с показателем Мирового океана.

44
©Wikipedia

По современным представлениям, мантия Земли представляет собой геосферу между ядром и корой на глубинах 30–2900 километров от поверхности. Условно эта часть планеты подразделяется на верхнюю и нижнюю, при этом на глубине 410–670 километров находится переходная зона (mantle transition zone, MTZ) — слой Голицына. Прошлые работы показали, что, в отличие от других участков, в MTZ может находиться жидкая вода. Так, 2014 году геологи обнаружили в кимберлите рингвудит с содержанием воды 1,4 процента. Однако, поскольку мантия остается недосягаемой для прямого изучения (к настоящему времени удалось достичь глубины в 12 262 метра), уточнение показателя по-прежнему ограничено.

 

Чтобы восполнить пробел, сотрудники Университета Окаяма, Байройтского университета и других учреждений провели эксперимент. При формулировании гипотезы они опирались на критерий вязкости, которая может определяться по неравномерному распределению силы тяжести в разных районах планеты и распространению сейсмических волн. Известно, что по мере удаления от MTZ и приближения к нижней мантии вязкость вещества значительно увеличивается. Сравнение вязкости рингвудита и бриджманита — основных минералов переходной зоны и нижней мантии соответственно — с учетом данных о гравитации и показателей после голоцена может прояснить объем воды в первой.

 

Также, согласно предыдущим исследованиям, пластическая деформация горных пород, образованных из вещества нижних слоев мантии, происходит по типу дислокации, а не диффузии. Исходя из мобильности линейных дефектов в кристаллической решетке минералов, авторы могли оценить их вязкость. Для этого они синтезировали 30–1000-микрометровые монокристаллы рингвудита (с разным содержанием воды) и бриджманита, после чего при температуре до 1726 градусов Цельсия деформировали их с помощью пятитонного пресса. В течение четырех часов в системе поддерживалось давление 22–25 гигапаскаль, затем — для возникновения дислокаций — 30 минут при 0,1 гигапаскаля.

 

Результаты показали, что при концентрации воды в 1–2 процента вязкость искусственного рингвудита аналогична показателю, характерному для MTZ. По мнению исследователей, для температурного диапазона, который, предположительно, наблюдается в переходной зоне мантии, предельное содержание жидкости в минерале может составлять 0,8–1,5 процента в зависимости от глубины. Таким образом, авторы пришли к выводу, что объем воды в слое Голицына, вероятно, является максимальным (особенно ближе к нижней мантии) и сопоставим с показателем Мирового океана — порядка 1340 миллионов кубических километров. В пользу гипотезы говорит и эффект затухания сейсмических волн в MTZ.

 

Подробности работы представлены в журнале Science Advances.

 

В апреле стало известно, что японские ученые приступили к подготовке нового проекта по бурению скважины к мантии. Сейчас они осуществляют поиск оптимальной точки начала работ.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
3 марта
5 минут
Илья Ведмеденко

В Японии провели церемонию спуска на воду фрегата типа Mogami. В перспективе страна намерена построить несколько десятков таких кораблей.

3 марта
5 минут
Илья Ведмеденко

Невское проектно-конструкторское бюро представило облик перспективного транспортно-госпитального судна, которое можно будет использовать для нужд ВМФ.

Позавчера, 11:26
5 минут
Университет ИТМО

Физики Университета ИТМО предложили новый метод лазерной микроскопии, основанный на эффекте комбинационного рассеяния. Он позволит ускорить и упростить изучение состава различных веществ в наномасштабе.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

2 марта
5 минут
Сергей Васильев

Моделирование показало, что через миллиард лет атмосфера нашей планеты переживет резкие изменения и потеряет весь свой кислород, отбросив жизнь к древнейшим анаэробным формам.

Вчера, 07:05
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: