Исследование предполагает, что вода, которая просачивается с поверхности Земли в ядро, создала таинственный слой, слой E", который
выбрасывает кристаллы кремнезема и может быть старше внутреннего ядра. Ученые использовали лабораторные эксперименты, чтобы
показать, как вода взаимодействует с ядром, бросая вызов предыдущим представлениям о ее составе.
Вода с Земли может проникать вглубь планеты, и новое
исследование объясняет, как изменяет внешнюю область металлического жидкого ядра. Это открытие может объяснить наличие тонкого слоя материала внутри планеты, что
десятилетиями ставил геологов в тупик. Об этом говорится в новом
исследовании, опубликованном 13 ноября в журнале Nature Geoscience, передает
УНН.
Детали
Возможно, ученые наконец нашли причину таинственного
кристаллообразующего слоя, который окружает ядро Земли - "утечки воды", которая стекает с
поверхности Земли и реагирует с металлическим сердцем нашей планеты.
В 1990-х годах геологи обнаружили тонкий слой, окружающий
внешнее ядро Земли - закрученный океан жидкого металла, который окружает твердое
внутреннее ядро. Слой, который называют слоем E-prime или E', имеет толщину более 100
километров - относительно тонкий по сравнению с другими частями недр Земли - и
расположен примерно на 2900 км под поверхностью Земли.
Ранее ученые выдвинули теорию , что слой E' был оставлен
древней богатой железом магмой. Другие теории утверждают, что он вытек из
внутреннего ядра или образовался во время столкновения Земли с протопланетой, которая породила
Луну и оставила куски младенческого мира внутри Земли. Но ни одна из этих идей
не нашла широкого признания.
В новом исследовании, ученые обнаружили, что слой E', вероятно,
был создан водой, которая просачивается с поверхности Земли через субдукцию или
погружения тектонических плит, а затем реагирует с металлической поверхностью внешнего
ядра.
Если новое открытие верно, это означает, что слой E' образовал
большое количество кристаллов кремнезема как побочный продукт этой реакции, которые
были поданы в мантию - массивный слой магмы, который находится между внешним ядром
и внешней корой Земли.
В исследовании ученые провели серию лабораторных
экспериментов, чтобы воссоздать, как вода может реагировать с внешним ядром под
интенсивным давлением. Это показало, что водород из воды заменяет кремнезем в жидком
металле, который вытесняет кремнезем из металла в форме кристаллов. Таким образом, слой
E', вероятно, является насыщенным водородом и обедненным кремнеземом слоем внешнего
ядра, что противоречит предыдущим предположениям относительно его состава.
Исследователи считают, что, вероятно, понадобилось более 1
миллиарда лет, чтобы слой E' достиг своей текущей толщины, то есть он может быть
старше внутреннего ядра, которое затвердело примерно 1 миллиард лет назад.
Новое открытие является еще одним признаком того, что наше текущее
понимание того, как внешнее ядро и мантия взаимодействуют друг с другом, может быть
неполным.
Дополнение
В сентябре 2022 года та же исследовательская группа обнаружила, что
вытекающая вода может реагировать с большими резервуарами углерода во внешнем
ядре, чтобы создать гигантские алмазные фабрики вблизи границы ядра и мантии.
В течение многих лет считалось, что обмен материалом между
ядром Земли и мантией небольшой
Но эти открытия "указывают на гораздо более динамичное
взаимодействие ядра и мантии, что свидетельствует о существенном обмене материалами".