Земля становится «мягче» в середине

Новое исследование показало, что материал в части нижней мантии Земли обладает необычными электронными характеристиками, которые замедляют распространение сейсмических волн. Это указывает на то, что вещество там «мягче», чем считалось ранее, что ставит под вопрос традиционные методы изучения этой области планеты. Результаты работы, проведенной Александром Гончаровым из Геофизической лаборатории Института Карнеги, представлены в выпуске журнала Science от 25 января 2008 года.

Нижняя мантия простирается примерно от 400 до 1800 миль (660–2900 километров) вглубь Земли. Давление здесь достигает от 230 000 до 1,35 миллиона атмосфер (23–135 ГПа), а температура — от 2800 до 6700 градусов по Фаренгейту (1800–4000 К). В этих условиях железо, входящее в состав минералов ферропериклаза и силикат-перовскита, подвергается так называемому переходу спина: внешние неспаренные электроны (состояние высокого спина) вынуждены объединяться в пары (состояние низкого спина), что меняет свойства материала.

«Самое важное для сейсмологии — акустические свойства, то есть распространение звука, — объяснил Александр Гончаров. — Мы измерили скорость акустических волн в кристалле ферропериклаза и обнаружили, что в диапазоне давлений от примерно 395 000 до 590 000 атмосфер материал становится "мягче" — волны замедляются сильнее, чем ожидалось. При высоких температурах этот эффект, вероятно, распространяется на большую глубину, придавая большей части нижней мантии слабо аномальные свойства».