Почему мантия Земли проводит электричество?

Исследователи из INSU-CNRS (Франция) в сотрудничестве с химиками объяснили, что высокая электропроводность верхней мантии Земли обусловлена расплавленными карбонатами. Они продемонстрировали чрезвычайно высокую проводимость этой формы углерода.

Их работа, опубликованная 28 ноября в журнале Science, показала высокое содержание углерода в недрах верхней мантии. Этот состав можно напрямую связать с количеством углекислого газа, производимого 80% вулканов. Результат важен для количественной оценки углеродного цикла, вносящего значительный вклад в парниковый эффект.

Чтобы объяснить проводимость мантии, исследователи из Института наук о Земле в Орлеане (ISTO) изучили жидкие карбонаты — одну из самых стабильных форм углерода в мантии. На основе лабораторных измерений они установили, что проводимость расплавленных карбонатов в 1000 раз выше, чем у базальта, который ранее считался единственным потенциальным проводником. Было показано, что проводимость мантии является результатом присутствия небольших количеств (0.003–0.025%) расплавленных карбонатов между фрагментами твердых пород.

Эти результаты напрямую связывают электрические характеристики астеносферы (проводящей части верхней мантии) с количеством карбоната в этом слое. Полученные данные также указывают на неоднородное распределение углерода в зависимости от региона и глубины. Это исследование впервые позволило оценить выбросы CO₂ от вулканической активности непосредственно у источника — на уровне мантии.