Мантийные минералы дают ключ к пониманию состава глубинных недр Земли

Учёные получили более чёткую картину строения мантии Земли благодаря исследованию Университета штата Мичиган, опубликованному в текущем выпуске журнала Nature Communications. Основная сложность в изучении этого самого большого среднего слоя планеты, зажатого между железным ядром и тонкой поверхностной оболочкой, — невозможность его непосредственного наблюдения.

Исследование важно, потому что оно помогает интерпретировать данные сейсмических волн, которые являются основным источником информации о недрах Земли. Учёные считают, что мантия неоднородна по составу, подобно мраморному пирогу, смешанному из фрагментов океанической коры и первичной породы.

«Мы смотрим на картину мантии, но не знаем, что означают цвета», — пояснила геолог Сюзанна Дорфман, соавтор исследования. Команда в лабораторных условиях, используя алмазные наковальни и лазерный нагрев для воссоздания колоссального давления и температуры мантии, изучила свойства бриджманита — самого распространённого минерала Земли, составляющего более 50% её объёма. Учёные проанализировали, как добавление окисленного железа (Fe³⁺) меняет структуру, плотность и электропроводность этого минерала в условиях нижней мантии.

Это моделирование предоставляет ключевые данные для расшифровки сейсмических сигналов и картографирования недр. Хотя определить степень окисления железа в глубинной мантии по геофизическим данным остаётся сложной задачей, данная работа приближает учёных к разгадке её тайн, связанных с формированием планеты, движением тектонических плит и вулканизмом.