Загадочный слой D" Земли: реликт древних океанов и планетарных столкновений

Новое исследование под руководством докторов Цинъян Ху (Центр передовых исследований науки и технологий высоких давлений) и Цзе Дэн (Принстонский университет) предполагает, что загадочный слой D" на глубине около 3000 км, расположенный на границе между жидким внешним ядром и твердой мантией, может быть реликтом самых ранних дней формирования Земли. Ученые связывают его происхождение с глобальным магматическим океаном, возникшим после гигантского столкновения с телом размером с Марс.

Эта теория важна, так как объясняет неоднородную, "пятнистую" структуру слоя D", чья толщина сильно варьируется, а некоторые области и вовсе отсутствуют. Понимание его состава и происхождения дает ключи к процессам формирования нашей планеты и долгосрочной эволюции её недр.

Ключевым элементом модели является наличие большого количества воды в древнем магматическом океане. В его нижней части, у границы с ядром, под экстремальным давлением и температурой вода могла вступать в реакции с минералами, способствуя формированию богатой железом фазы — пероксида железа-магния (Fe,Mg)O₂. "Согласно нашим расчетам, его сродство к железу могло привести к накоплению доминирующего по железу пероксида в слоях толщиной от нескольких до десятков километров", — отмечают исследователи.

Этот железосодержащий пероксид, обладающий низкой сейсмической скоростью и высокой электропроводностью, может объяснить уникальные геофизические особенности слоя D", такие как зоны сверхнизких скоростей. "Наши результаты показывают, что богатый железом пероксид, образовавшийся из древней воды в магматическом океане, сыграл решающую роль в формировании неоднородных структур слоя D"", — заявил Цинъян Ху. Эта фаза действует как изолятор, предотвращая смешение неоднородностей с окружающей мантией, что потенциально объясняет их долговечность. Исследование опубликовано в журнале National Science Review.