Ученые раскрывают влияние воды на разрыв на глубине 660 км в недрах Земли

Сейсмический разрыв на средней глубине 647–654 км, известный как граница на 660 км, разделяет переходную зону мантии и нижнюю мантию. Считается, что он вызван фазовым переходом рингвудита в бриджманит и MgO (пост-шпинелевый переход). Важным параметром, влияющим на этот переход, может быть гидратация, поскольку переходная зона, согласно последним исследованиям, может содержать значительное количество воды.

Исследователи из Института геохимии Китайской академии наук совместно с коллегами из Университетского колледжа Лондона изучили влияние воды на пост-шпинелевый переход при высоких температурах и давлениях. Результаты показали, что вода оказывает лишь очень слабое влияние на наклон Клапейрона для этого перехода. Однако она умеренно влияет на его глубину: содержание воды 1 мас.% увеличивает глубину начала фазового перехода примерно на 8 км.

Это изменение глубины относительно мало по сравнению с наблюдаемыми сейсмическими вариациями положения границы в 660 км, которые составляют около 35 км. Следовательно, только вода не может объяснить наблюдаемый топографический рельеф этой границы. Кроме того, исследование продемонстрировало, что добавление воды вызывает значительное расширение трехфазной петли (рингвудит + бриджманит + MgO) в ходе развития пост-шпинелевого перехода. Ширина фазовой петли незначительна при содержании воды менее ~1000 ppm, но затем быстро увеличивается до ~10 км, прежде чем снова уменьшаться по мере приближения к насыщению рингвудита водой.