Геологи нашли объяснение загадочным карманам пород в глубине мантии Земли

Группа геологов из Университета штата Аризона и Университета штата Мичиган с помощью компьютерного моделирования объяснила, как скопления частично расплавленной породы образуются на границе между ядром и мантией Земли.

Эти области, расположенные примерно на глубине 2900 км, известны давно, но механизм их формирования оставался неясным. Их называют «зонами сверхнизких скоростей», поскольку сейсмические волны в них сильно замедляются. Ранее считалось, что это частично расплавленные участки обычной мантии, однако их частое обнаружение в более холодных регионах глубинной мантии ставило под сомнение эту гипотезу.

«Глобальное распределение этих зон, а также значительные вариации их плотности, формы и размера указывают на то, что их состав отличается от состава окружающей мантии», — говорит ведущий автор исследования Мингмин Ли, чья статья была опубликована 2 августа 2017 года в журнале Nature Communications. Компьютерное моделирование мантийной конвекции показало, что карманы пород иного состава мигрируют к краям гигантских термохимических структур («капель») у границы ядро-мантия, где потоки мантии сходятся.

«Края этих термохимических структур служат своего рода «сборочным пунктом» для более плотных типов пород», — поясняет соавтор работы Аллен Макнамара. Моделирование подтвердило, что наблюдаемое сейсмическое распределение зон согласуется именно с версией об их ином химическом составе, а не просто с частичным плавлением обычной мантии. Происхождение материала в этих зонах может быть связано с глубоко субдуцированной океанической корой или химическими реакциями на границе ядра и мантии.