Что «смазывает» тектонические плиты Земли?

Ученые считают, что ключом к подвижности тектонических плит Земли является слой верхней мантии — астеносфера, который действует как смазка. Его уникальные свойства, в отличие от планет вроде Марса, связаны с наличием воды, связанной в кристаллических структурах минералов в виде гидроксильных групп (OH-).

Исследования минералов, таких как оливин и алюминий-насыщенный энстатит, показывают, что вода в астеносфере присутствует не в виде жидкости, а в связанном состоянии. Ганс Кепплер из Университета Байройта (Германия) предложил модель, объясняющую, почему астеносфера существует как под океанами, так и под континентами, и имеет нижнюю границу. Его эксперименты показали, что растворимость воды в алюминий-насыщенном энстатите достигает отчетливого минимума при температурах и давлениях, характерных для астеносферы. Избыток воды образует силикатный расплав, который резко снижает механическую прочность породы, делая слой «скользким».

«Это означает, что минералы мантии не могут удержать всю воду, и её избыток формирует водный силикатный расплав», — поясняет Кепплер. Глубже, при более высоких давлениях и температурах, растворимость воды снова возрастает, и мантия «высыхает», что и формирует нижнюю границу астеносферы. Хотя модель элегантна, она упрощена и требует дальнейшей проверки с учетом большего разнообразия минералов.