Строение Земли: японцы нашли "пропавший кремний"

Японские геофизики заявляют, что разрешили давнюю загадку нехватки кремния в нижней мантии земной коры - по их словам, на самом деле кремния там намного больше, чем предполагалось ранее.

Мантия Земли имеет три слоя. Верхний слой под тонким слоем коры имеет толщину около 400 км. Далее следует так называемая переходная зона толщиной в 250 км, а ниже, на глубину 2900 км тянется нижняя мантия. Считается, что верхняя мантия состоит в основном из перидотита, расплава плотной скальной породы, содержащей большое количество минерала под названием оливин с формулой (Mg,Fe)2SiO4. В переходной зоне, судя по анализу проходящих по ней сейсмических волн, тоже в основном находится оливин. Из расчетов следует, что нижняя мантия в таком случае содержит главным образом перидотит. Однако, как считается, Землю сформировали хондриты – метеориты, содержащие в своем составе намного больше кремния, чем перидотит, и в таком случае становится непонятно, куда исчез "лишний" кремний.

"Проблема пропавшего кремния" долгое время вызывала споры среди ученых. Одни были уверены, что он ушел в земную кору, другие расчетам не верили и подозревали, что на самом деле в нижней мантии кремния больше, чем принято думать.

Группа геофизиков из Университета Тохоку в городе Сендай под руководством Мотохико Мураками провела исследования, подтверждающие вторую точку зрения. В статье, опубликованной в последнем номере журнала Nature, они заявляют, что количество кремния в нижней мантии вполне соответствует тому, что содержится в хондритах.

К этому выводу они пришли после проведения лабораторных экспериментов по измерению скорости прохождения сейсмических волн через два минерала – кремниевый перовскит (Mg Fe)SiO3 и ферропериклаз Mg,Fe)O - при высоких давлениях и температурах. Сравнивая полученные данные с информацией о реальной сейсмической скорости в нижней мантии, они заключили, что последняя на 93% состоит из перовскита - минерала, очень богатого кремнием.

Результаты, полученные японской группой, не только решают загадку с пропавшим кремнием и, соответственно, подтверждают версию о том, что Земля была сложена из хондритных метеоритов, они еще и работают в пользу очень любопытной теории, согласно которой нижняя мантия состоит из двух слоев, вращающихся независимо друг от друга.