Геологи получили новые данные о карбонатных расплавах в мантии Земли
Богатые углеродом расплавленные породы в верхней мантии Земли могут влиять на движение сейсмических волн, обнаружили геологи из Отделения наук о Земле, океане и атмосфере Флоридского государственного университета (EOAS), 4 августа сообщает PNAS.
Углерод широко распространен по всей верхней мантии Земли. Когда богатая карбонатом магма прорывается на поверхность, она отличается своим уникальным грязевым внешним видом. Эти типы извержений происходят в определенных местах по всему миру, например в таких как вулкан Ол Доиньо Ленгаи в Танзании.
Специалисты считают, что наличие карбонатов в горных породах значительно снижает температуру, при которой они плавятся. Карбонаты, которые опускаются в недра Земли через процесс, известный как субдукция (когда одна тектоническая плита уходит под другую), вероятно, вызывают это низкотемпературное плавление пород верхней мантии Земли, которое играет важную роль в глубоком углеродном цикле планеты.
«Мантия Земли имеет меньше свободного кислорода, доступного на увеличивающихся глубинах», — сказал доцент геологии EOAS Майнак Мукерджи. — «По мере того как мантия поднимается вверх в процессе конвекции, медленно движущиеся породы, которые были восстановлены или имели меньше кислорода, на большей глубине постепенно становятся более окисленными на меньшей глубине. Углерод в мантии, вероятно, будет восстановлен глубже в земле и окислится, когда мантия поднимется вверх».
Это изменение в зависимости от глубины окисления, вызывает плавление мантийных пород, процесс, называемый окислительно-восстановительным плавлением, который может привести к образованию богатых углеродом расплавленных пород, также известных как расплавы. Эти расплавы, влияют на физические свойства породы, которые могут быть обнаружены с помощью геофизических зондов, таких как сейсмические волны, сказал Мукерджи.
До этого геологи плохо знали упругие свойства этих порожденных карбонатом частичных расплавов, что затрудняло их непосредственное обнаружение.
Одним из ключей, которые геологи используют для лучшего понимания своей науки, являются измерения сейсмических волн, проходящих через слои Земли. При этом сейсмические волны сжатия распространяются быстрее, чем волны сдвига, но на глубинах от 180 до 330 километров вглубь Земли соотношение их скоростей даже выше, чем обычно.
