Скорости звука супергидрофазы B и наличие воды в мантии Земли

Исследователи из Университета Эхиме (Япония) измерили скорости сейсмических волн в минерале супергидрофазе B (SuB) — ключевом потенциальном носителе воды в переходной зоне мантии (410–660 км) и верхней части нижней мантии (660–800 км). Эксперименты при давлениях до 21 ГПа и температурах до 900 К показали, что скорости как продольных (V_P), так и поперечных (V_S) волн в этом минерале значительно ниже, чем у большинства других минералов глубинной мантии.

Это открытие имеет критическое значение для интерпретации сейсмических данных и поиска воды в недрах Земли. Низкие скорости звука в SuB означают, что гидратированные (богатые водой) участки мантии, где этот минерал является основным резервуаром воды, будут проявляться как области с отрицательными сейсмическими аномалиями. Моделирование команды показало, что именно такие аномалии наблюдаются сейсмологами в холодных зонах субдукции, например, под северо-востоком Японии и Тонга.

«Наши результаты также позволяют предположить, что присутствие гидратированной мантии в верхней части нижней мантии может объяснить локальные крупные отрицательные аномалии P- и S-волн на глубинах 670–700 км», — отмечают авторы. Новые данные предоставляют надежный критерий для отслеживания含水 пород (водосодержащих пород) в глубокой мантии и помогут дать более точные оценки общего объема воды в недрах Земли. Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.