Ñåéñìîëîãè âûÿñíèëè, îòêóäà âçÿëñÿ íåïîíÿòíûé òîíêèé ñëîé íàä ÿäðîì Çåìëè
Íà ïðîòÿæåíèè ìèëëèàðäîâ ëåò òåêòîíè÷åñêèå ïëèòû Çåìëè ïåðåìåùàëè âîäó âíèç ÷åðåç çîíû ñóáäóêöèè, ãäå îíè ðàñòèðàëèñü è ñêîëüçèëè äðóã ïîä äðóãîì. Äîñòèãíóâ ãðàíèöû ÿäðà è ìàíòèè, ðàñïîëîæåííîé ïðèìåðíî â 2900 êèëîìåòðàõ ïîä ïîâåðõíîñòüþ, âîäà âûçûâàåò ìîùíîå õèìè÷åñêîå âçàèìîäåéñòâèå.
Óñèëèÿìè ìåæäóíàðîäíîé ãðóïïû èññëåäîâàòåëåé áûëè ïðîâåäåíû ýêñïåðèìåíòû ïîä âûñîêèì äàâëåíèåì, ïîêàçàâøèå, ÷òî ýòî âçàèìîäåéñòâèå ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ îáîãàùåííîãî âîäîðîäîì âåðõíåãî ñëîÿ ÿäðà è òðàíñïîðòèðîâêå êðåìíåçåìà â íèæíþþ ìàíòèþ.
Ýòîò ñëîé, èçâåñòíûé êàê ñëîé E, áûë èäåíòèôèöèðîâàí ñåéñìîëîãàìè, èçó÷àâøèìè âíóòðåííåå óñòðîéñòâî ïëàíåòû íåñêîëüêî äåñÿòèëåòèé íàçàä. Íåäàâíåå æå èññëåäîâàíèå, îïóáëèêîâàííîå â æóðíàëå Nature Geoscience, ðàñêðûâàåò ðîëü ïîâåðõíîñòíîé âîäû â èçìåíåíèè ñîñòàâà ìåòàëëè÷åñêîãî æèäêîãî ÿäðà.
Ýòî îòêðûòèå áðîñàåò âûçîâ ïðåîáëàäàþùåìó ìíåíèþ, ñîãëàñíî êîòîðîìó ìàòåðèàëüíûé îáìåí ìåæäó ÿäðîì Çåìëè è ìàíòèåé ìèíèìàëåí. Âîïðåêè ýòîìó ïðåäñòàâëåíèþ, ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè: êîãäà âîäà äîñòèãàåò ãðàíèöû ÿäðî-ìàíòèÿ, îíà âñòóïàåò â ðåàêöèþ ñ êðåìíèåì â ÿäðå, îáðàçóÿ êðåìíåçåì.
Ïîñëåäñòâèÿ ïîíèìàíèÿ ýòîé äèíàìèêè èãðàþò îãðîìíóþ ðîëü, îñîáåííî â ïîíèìàíèè ðîëè âíóòðåííåãî óñòðîéñòâà Çåìëè, à îòäåëüíî — ñîñòàâà æåëåçà è íèêåëÿ âíåøíåãî ÿäðà, èìåþùèõ ðåøàþùåå çíà÷åíèå äëÿ ñîçäàíèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ ïëàíåòû, çàùèòû îò ñîëíå÷íûõ âåòðîâ è ðàäèàöèè.
Õèìè÷åñêèå ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå íà ãðàíèöå ÿäðà è ìàíòèè Çåìëè, îñòàþòñÿ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè íåèçó÷åííûìè. Íåäàâíèå îòêðûòèÿ ïîçâîëÿþò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî óñòîé÷èâûé õèìè÷åñêèé îáìåí ìåæäó ÿäðîì è ìàíòèåé, êîòîðîìó ñïîñîáñòâóåò ãëóáîêàÿ òðàíñïîðòèðîâêà âîäû íà ïðîòÿæåíèè îãðîìíûõ ïåðèîäîâ âðåìåíè, ìîæåò ñïîñîáñòâîâàòü ôîðìèðîâàíèþ ýòîãî çàãàäî÷íîãî ñëîÿ.
Èçìåíåíèÿ ïëîòíîñòè, êîòîðûå, âåðîÿòíî, ïðîèñõîäÿò èç-çà ðàçëè÷íûõ êîíöåíòðàöèé ëåãêèõ ýëåìåíòîâ, òàêèõ êàê âîäîðîä èëè êðåìíèé, íàìåêàþò íà ìåíåå ïëîòíûé è ìåäëåííûé ñåéñìè÷åñêèé ñëîé æèäêîãî ìåòàëëà.
Îäíàêî ñîãëàñîâàíèå ñåéñìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé ñ äèíàìè÷åñêîé ñòàáèëüíîñòüþ ñëîÿ E — ýòî íåïðîñòàÿ çàäà÷à, îñîáåííî ó÷èòûâàÿ, ÷òî óâåëè÷åíèå êîíöåíòðàöèè îäíîãî ëåãêîãî ýëåìåíòà îáû÷íî ïðèâîäèò ê áîëåå âûñîêîé ñêîðîñòè è áîëåå íèçêîé ïëîòíîñòè.
×òîáû âîñïðîèçâåñòè óñëîâèÿ íà ãðàíèöå ÿäðà è ìàíòèè, èññëåäîâàòåëüñêàÿ ãðóïïà èñïîëüçîâàëà íàãðåòûå ëàçåðîì ÿ÷åéêè ñ àëìàçíûìè íàêîâàëüíÿìè. Ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî âîäà, ïîãðóæåííàÿ â ÿäðî Çåìëè, âñòóïàåò â õèìè÷åñêóþ ðåàêöèþ ñ ìàòåðèàëàìè ÿäðà, ïðåâðàùàÿ âíåøíåå ÿäðî â áîãàòóþ âîäîðîäîì ïëåíêó è ðàññåèâàÿ êðèñòàëëû êðåìíåçåìà, êîòîðûå ïîäíèìàþòñÿ è èíòåãðèðóþòñÿ â ìàíòèþ.
Îáðàçóþùèéñÿ â ðåçóëüòàòå ñëîé áîãàòîãî âîäîðîäîì è áåäíîãî êðåìíèåì ìàòåðèàëà íà âåðøèíå ÿäðà äåìîíñòðèðóåò ïîíèæåííóþ ïëîòíîñòü è ñêîðîñòü, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò íàáëþäàåìûì ìîäåëÿì ñåéñìè÷åñêèõ âîëí.
Ïîìèìî âîçäåéñòâèÿ íà ãëóáîêîâîäíûé êðóãîâîðîò âîäû, ýòà ìîäèôèöèðîâàííàÿ ïëåíêà êåðíà ïðåäïîëàãàåò áîëåå ñëîæíûé ãëîáàëüíûé âîäíûé öèêë, ÷åì ïðåäïîëàãàëîñü ðàíåå. Àâòîðû ðàáîòû ïîä÷åðêèâàþò, ÷òî îòêðûòèå â ñî÷åòàíèè ñ èõ áîëåå ðàííèìè íàáëþäåíèÿìè çà îáðàçîâàíèåì àëìàçîâ èç âîäû, âñòóïàþùåé â ðåàêöèè ñ óãëåðîäîì ïîä ýêñòðåìàëüíûì äàâëåíèåì, óêàçûâàåò íà áîëåå äèíàìè÷íîå âçàèìîäåéñòâèå ÿäðà è ìàíòèè, è ýòî òîæå óêàçûâàåò íà ñóùåñòâåííûé ìàòåðèàëüíûé îáìåí.



