Исследователи обнаружили неожиданные свойства материалов в самом нижнем слое мантии

Учёные из Техасского университета в Остине обнаружили, что материалы в самом нижнем слое мантии Земли, на глубине около 2900 км, обладают редкими и неожиданными атомными свойствами. Экспериментально воссоздав в лаборатории экстремальные условия (давление свыше 1.3 млн атмосфер и температуру около 3000 °C), они впервые зафиксировали у железа в минералах промежуточное спиновое состояние — частичное спаривание электронов.

Это открытие может заставить пересмотреть модели внутренних процессов планеты. Спиновое состояние железа влияет на теплопроводность и электропроводность пород, что, в свою очередь, может менять картину теплопереноса в мантии, механизмы формирования суперплюмов, конвекции и даже характер распространения магнитного поля от ядра к поверхности. Кроме того, новые данные могут потребовать переинтерпретации сейсмических изображений нижней мантии.

«Мы были удивлены, обнаружив частично спаренные электроны. Обычно этого не происходит в других известных нам геологических материалах», — отметил ведущий автор исследования Цзюнь-Фу Лин. Учёным, занимающимся компьютерным моделированием мантийной динамики, теперь предстоит оценить, как это промежуточное спиновое состояние повлияет на их расчёты. Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.