Известно резкое изменение скорости сейсмических волн в нижнем слое мантии D", расположенном на глубине около 2,7 км. Это свидетельствует об изменении материала.
В 2004 г. сотрудниками ETH Zurich было установлено, что на границе этого слоя перовскит, являющийся основным минералом мантии, сменяется постперовскитом, отличающимся стойкостью к высоким давлению и температуре. Предполагалось, что это может объяснять ускорение сейсмических волн, однако в 2007 г. было выяснено, что изменения минерального состава недостаточно для такого эффекта.
В новом исследовании ученые с использованием моделирования установили, что твердость постперовскита зависит от ориентации его кристаллов. Так, при выстраивании их в одном направлении сейсмические волны ускоряются.
Для подтверждения этих результатов в лабораторных условиях был синтезирован ортопироксен MgGeO₃ путем нагрева смеси оксида германия и оксида магния в электрической печи при 1000°C на протяжении 104 ч. Далее сымитировали условия нижней мантии, создав высокое давление алмазными наковальнями и нагрев лазером на CO₂. Методом рентгеновской дифракции подтверждено, что при определенной деформации кристаллы выравниваются, ускоряя сейсмические волны.
Таким образом была впервые подтверждена мантийная конвекция, приводящая к медленному течению твердых горных пород.
Полученные результаты расширяют понимание тектонических процессов, вулканизма и формирования магнитного поля.
.jpg)
