Menininko suvokimas apie vidinius Žemės sluoksnius. Atvaizdo kreditas: S. Jacobsenas, M. Wysession ir G. Caras. Spustelėkite norėdami padidinti
Neseniai seismologai pastebėjo, kad seisminių bangų greitis ir kryptis žemutinėje žemės mantijoje, esančioje nuo 400 iki 1800 mylių žemiau paviršiaus, labai skiriasi. ? Manau, kad mes sužinojome, kodėl seisminės bangos ten juda nenuosekliai ,? pareiškė Jung-Fu Linas. * Linas tyrimo metu buvo kartu su Carnegie instituto geofizikos laboratorija ir vyriausiasis straipsnio, paskelbto liepos 21 d., „Nature“ numeryje, autorius. Iki šio tyrimo mokslininkai supaprastino geležies poveikį mantijos medžiagoms. Tai yra gausiausias pereinamasis metalas planetoje ir mūsų rezultatai nėra tokie, kokius prognozavo mokslininkai? jis tęsė. Mums gali tekti persvarstyti, kas, mūsų manymu, vyksta toje paslėptoje zonoje. Tai daug sudėtingesnė, nei įsivaizdavome.
Smulkinimo slėgis apatinėje mantijos dalyje suspaudžia atomus ir elektronus taip artimai, kad jie sąveikauja skirtingai nei normaliomis sąlygomis, net verčia besisukančius elektronus susisieti į orbitas. Teoriškai seisminis bangų elgesys tuose gyliuose gali atsirasti dėl sugriebimo slėgio įtakos geležies elektronų sukinio būklei apatinės mantijos medžiagose. Lino komanda atliko ypač aukšto slėgio eksperimentus su gausiausia ten esančia oksidų medžiaga, magneso stitu (Mg, Fe) O, ir nustatė, kad besikeičiančios geležies elektronų sukinio būsenos, esančios tame minerale, drastiškai veikia magnio strito elastines savybes. . Tyrimai gali paaiškinti sudėtingas seisminių bangų anomalijas, pastebėtas žemiausioje mantijoje.
Kaip tyrimo bendraautorius Viktoras Stružkinas išsiaiškino: „Tai yra pirmasis tyrimas, eksperimentiškai pademonstravęs, kad magnio strėlės elastingumas smarkiai keičiasi esant žemų mantijos slėgiui - nuo 500 000 iki 1 mln. Kartų virš jūros lygio (1 atmosfera). ). Manoma, kad magnio magnitas, kurio sudėtyje yra 20% geležies oksido ir 80% magnio oksido, sudaro maždaug 20% apatinio apvalkalo tūrio. Mes nustatėme, kad, veikiant slėgiui nuo 530 000 iki 660 000 atmosferų, geležies elektronų sukimai iš didelės sukimosi būklės (be poros) perėjo į žemo sukimosi būseną (sukiniai suporuoti). Stebėdami geležies sukimosi būseną, mes taip pat išmatuojome magneto-stito tūrio (tankio) kitimo greitį per elektroninį perėjimą. Ši informacija leido mums nustatyti, kaip seisminiai greičiai skirsis perėjimo metu.
Keista, kai tūrinės seisminės bangos sklinda maždaug 15% greičiau, kai geležies elektronai sukasi poroje su magnio ir geležies oksidu ,? komentavo bendraautorius Stevenas Jacobsenas. "Taigi išmatuotas greičio šuolis per perėją gali būti aptinkamas seismiškai gilioje mantijoje." Eksperimentai buvo atlikti slėgio deimantų skruzdėlių elementuose viduje, naudojant intensyvų rentgeno spinduliuotės šaltinį trečiosios kartos sinchrotrono šaltinyje Argonne nacionalinėje laboratorijoje netoli Čikagos.
Paslaptingo apatinio mantijos regiono negalima tiesiogiai imti. Taigi turime pasikliauti eksperimentais ir teorijomis. Kadangi tai, kas vyksta Žemės interjere, turi įtakos visos planetos dinamikai, mums svarbu išsiaiškinti, kas sukelia neįprastą seisminių bangų elgesį tame regione? pareiškė Linas. Iki šiol žemės mokslininkai Žemės interjerą suprato tik apsvarstę grynus oksidus ir silikatus. Mūsų rezultatai tiesiog pabrėžia, kad geležis, gausiausias pereinamasis metalas visoje Žemėje, tame giliame regione sukelia labai sudėtingas savybes. Mes laukiame kitų eksperimentų, norėdami išsiaiškinti, kas ten vyksta ,? jis padarė išvadą.
Originalus šaltinis: Carnegie Institution naujienų leidinys
