Новости химической науки > В нижней мантии Земли больше кремния, чем предполагалось

Многие годы геофизики упорно спорили о химическом составе мантии Земли – основной интерес вызывало содержание кремния, большая часть которого могла оказаться в мантии благодаря столкновению Земли с астероидами.

Проблема в том, что тесты для определения химического состава мантии Земли показали, что «внутренности» Земли содержат кремния меньше в пропорциональном отношении, чем в астероидах.

Результаты нового исследования, проведенного группой исследователей из Японии, позволяют предположить, что в нижней области мантии Земли содержится больше кремния, чем в верхней области мантии, что, возможно, и является разгадкой старой тайны.

Рисунок: © Wikipedia

Чтобы лучше объяснить, что лежит там, в глубине, под нашими ногами, геофизики условно разделили мантию Земли на три области – верхнюю, среднюю и нижнюю мантию. К верхней мантии относится земная кора и область, располагающаяся на 400 километров глубже земной коры. Толщина средней мантии составляет около 250 километров, а глубина нижней мантии составляет 2900 км.

Верхнюю мантию достаточно просто изучать, поскольку она наиболее близка к исследователям, поэтому содержание кремния в ней достаточно хорошо известно, чего нельзя сказать о химическом со ставе средней и нижней мантии. Для их изучения исследователи обычно используют сейсмические данные, которые регистрируются при посылании в недра земли ударных волн, однако до настоящего времени интерпретация данных, полученных подобным способом, вызывала сомнения, и на основании одних и тех же первичных данных исследователи могли сделать противоречащие друг другу выводы.

Чтобы получить более полную информацию о том, что происходит глубоко под нашими ногами, исследователи из Японии решили использовать другой подход – вместо того, чтобы дистанционно изучать нижнюю мантию, они попытались воспроизвести ее в лаборатории, в которой, естественно, можно получить больше информации.

Для моделирования они смешали ингредиенты (в основном – перовскит и феррооксиплаз), которые, как предполагается, входит в состав мантии земли, и поместили эту смесь в компрессионную камеру. В этой компрессионной камере образцы подвергали воздействию давлений, которые, в соответствии с существующими представлениями, соответствуют давлению на различных глубинах мантии.

Затем исследователи приложили к содержимому компрессионной камеры сейсмические тесты, аналогичные тестам, применяющимся для изучения настоящей мантии Земли. В соответствии с результатами этих тестов, содержание перовскита в нижней мантии Земли составляет около 93%, что, в сочетании с данными, о содержании кремния в верхней мантии, позволяет получить среднее значение содержание кремния в земной коре, практически равное содержанию кремния в астероидах.

Источник: Nature, 2012, 485, 90; doi:10.1038/nature11004

метки статьи: #геохимия