На глубине около 2700 километров под поверхностью Земли, в слое, известном как D", ученые зафиксировали странное ускорение сейсмических волн - явление, десятилетиями остававшееся научной загадкой. Новое международное исследование под руководством геолога Мотохико Мураками пролило свет на эту аномалию.
Ранее ускорение волн связывали с минералом перовскит, который под экстремальным давлением превращается в так называемый постперовскит. Однако последние лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование показали: главную роль играет деформация этих кристаллов, когда они выравниваются в определенном направлении под действием глубинной конвекции.
Эти кристаллы являются анизотропными - их свойства меняются в зависимости от направления. Именно эта особенность и объясняет, почему сейсмические волны движутся быстрее через выровненные кристаллы, чем через хаотичную структуру.
Ключевым фактором в выравнивании кристаллов оказалась глубинная конвекция - движения раскаленной магмы в мантии, похожие на атмосферные штормы. Эти движения, долгое время лишь теоретически предсказанные, теперь подтверждены экспериментально.
Команда Мураками провела моделирование с использованием материала MgGeO₃, создавая в лаборатории условия высокого давления и температуры, аналогичные тем, что существуют в глубинах планеты. Результаты подтвердили: когда кристаллы постперовскита выравниваются, сейсмические волны проходят через них значительно быстрее.
Это открытие не только раскрывает тайну странного поведения сейсмических волн, но и дает более глубокое понимание того, как работает внутренняя "механика" Земли, включая обмен теплом и массой между мантией и ядром.
По словам Мураками, это первое экспериментальное подтверждение теории, которая объединяет сейсмологические наблюдения с глубинной геофизикой.
