Преди няколко десетилетия сеизмолозите, които правят снимки на дълбоките слоеве на планетата, установяват наличието на тънък слой с дебелина малко над няколкостотин километра. Произходът на този слой, известен като слой Е прайм, беше загадка - досега.

Международен екип от изследователи, включващ учените от Държавния университет на Аризона Дан Шим, Таехюн Ким и Джоузеф О'Рурк от Училището за изследване на Земята и Космоса, разкри, че водата от повърхността на Земята може да проникне дълбоко в планетата, променяйки състава на най-външната област на металното течно ядро и създавайки отделен, тънък слой. Илюстрация на кристали от силициев диоксид, излизащи от течния метал на външното ядро на Земята в резултат на предизвикана от водата химическа реакция.

Изследванията показват, че в продължение на милиарди години повърхностните води са били пренасяни дълбоко в Земята от спускащите се или субдуцирани тектонски плочи. При достигане на границата между ядрото и мантията, на около 1800 мили под повърхността, тази вода предизвиква дълбоко химическо взаимодействие, което променя структурата на ядрото.

Заедно с Йонг Джае Лий от университета Йонсей в Южна Корея Шим и екипът му демонстрират чрез експерименти с високо налягане, че субдуцираната вода влиза в химическа реакция с материалите на ядрото. Тази реакция образува богат на водород и обеднен на силиций слой, който променя най-горната външна област на ядрото в структура, подобна на филм. Освен това реакцията генерира кристали от силициев диоксид, които се издигат и интегрират в мантията.

Предполага се, че този модифициран течен метален слой ще бъде по-малко плътен, с намалени сеизмични скорости, в съответствие с аномалните характеристики, картографирани от сеизмолозите.

"Години наред се смяташе, че обменът на материали между земното ядро и мантията е малък. Въпреки това нашите скорошни експерименти с високо налягане разкриват различна история. Установихме, че когато водата достигне границата между ядрото и мантията, тя реагира със силиция в ядрото, образувайки силициев диоксид", казва Шим.

"Това откритие, заедно с предишното ни наблюдение на диаманти, образуващи се от вода, реагираща с въглерод в желязна течност при екстремно налягане, насочва към много по-динамично взаимодействие между ядрото и мантията, което предполага съществен обмен на материали."

Това откритие подобрява разбирането ни за вътрешните процеси на Земята, като предполага по-обширен глобален воден цикъл, отколкото е било признато досега. Промененият "филм" на ядрото има дълбоки последици за геохимичните цикли, които свързват кръговрата на водата на повърхността с дълбокото метално ядро.

Снимка: Unsplash

Виж още: Експерти вече се затрудняват да преценят кое съдържание е изкуствено и кое - не