При помощи лазера и рентгена ученые впервые заглянули под мантию Земли

Группа ученых во главе с геофизиком из Эдинбургского университета (University of Edinburgh) Кристель Санлу (Chrystèle Sanloup) опытным путем подтвердила гипотезу о существовании на Земле миллионы лет назад двух океанов магмы. Результаты экспериментов опубликованы в журнале Nature, краткое изложение доступно на сайте Phys.org.

Ученые изучили поведение расплавов силикатов, из которых по большей части состоит земная мантия, и подтвердили гипотезу о двух океанах магмы, бурливших когда-то друг под другом, разделенные перегородкой из кристаллической породы.

При исследовании ученые имитировали условия в недрах Земли. Для этого крошечный кусочек базальта (круглая пластинка диаметром 20 мкм) помещали в ячейку с алмазными наковальнями, обеспечивали давление от 35 ГПа до 60 ГПа и нагревали до 3000 градусов Цельсия при помощи лазера. После этого расплав облучали рентгеном и анализировали его строение.

Ученые установили, что полученная под высоким давлением структура изменила свое строение: координационное число кристаллической решетки увеличилось с 4 до 6, а плотность вещества выросла с 2,7 граммов на кубический сантиметр до 5 граммов на кубический сантиметр.

То есть при высоком давлении расплав превратился в твердую форму. Это согласуется с гипотезой, согласно которой во времена, когда поверхность Земли представляла собой расплавленную массу, мантия состояла из поверхностной части и залегающей под ней глубинной. Между этими слоями находилась кристаллическая твердая порода.

Источники: