Тектоника плит — минерал оливин оказался ключевым для переноса тепла в мантии

Из-за радиационной теплопроводности минерала оливина лишь океанические плиты старше 60 миллионов лет, погружающиеся со скоростью более 10 сантиметров в год, остаются достаточно холодными, чтобы транспортировать воду в глубокую мантию Земли. Это установили учёные из Потсдамского университета и Центра геонаук им. Гельмгольца (GFZ) в Потсдаме вместе с международными коллегами, впервые измерив прозрачность оливина в условиях земной мантии. Их результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Понимание процессов нагрева плит фундаментально для объяснения возникновения глубоких землетрясений и присутствия воды на глубине более 600 км. «Мы впервые измерили прозрачность оливина внутри Земли, — говорит геодинамик Энрико Марцотто из Института геонаук Потсдамского университета. — Эти измерения показывают, что оливин прозрачен в инфракрасном диапазоне даже в экстремальных условиях давления и температуры земных недр».

Перенос тепла излучением составляет примерно 40% от общего тепла, рассеиваемого в богатой оливином верхней мантии. Следовательно, радиационная теплопроводность играет важную роль в нагреве плит и может иметь далеко идущие последствия для плотности и жёсткости погружающихся плит, а также их способности переносить воду в недра Земли.

«Это потенциально может объяснить возникновение землетрясений в плите на глубине более 70 километров, — отмечает Марцотто. — Следовательно, только плиты, возраст которых превышает 60 миллионов лет и которые погружаются быстрее 10 сантиметров в год, остаются достаточно холодными, чтобы транспортировать водосодержащие минералы вплоть до переходной зоны мантии (MTZ) на глубине 410–660 километров». Считается, что MTZ является крупнейшим резервуаром воды на нашей планете, потенциально содержащим до трёх раз больше воды, чем все океаны Земли.