Геологи нашли слой расплавленной породы, скрытый под тектоническими плитами Земли

Ученые обнаружили новый слой частично расплавленной породы под земной корой, который может помочь разрешить давний спор о том, как движутся тектонические плиты. Исследование впервые показало глобальную протяженность слоя и его роль в тектонике плит.

Расплавленный слой расположен примерно в 150 километрах от поверхности и является частью астеносферы, которая находится под тектоническими плитами Земли в верхней мантии.

Астеносфера важна для тектоники плит, потому что она образует относительно мягкую границу, которая позволяет тектоническим плитам двигаться через мантию.

Однако причины ее мягкости до конца не изучены. Ученые ранее думали, что причиной могут быть расплавленные породы. Но новое исследование показывает, что расплав на самом деле не оказывает заметного влияния на течение мантийных пород.

«Когда мы думаем о том, что что-то плавится, мы интуитивно думаем, что расплав должен играть большую роль в вязкости материала», — говорят ученые. «Но мы обнаружили, что даже там, где доля расплава довольно высока, его влияние на течение мантии очень незначительно».

Согласно исследованию, преобладающее влияние на движение плит оказывает конвекция тепла и горных пород в мантии. Хотя недра Земли в основном твердые, в течение длительных периодов времени камни могут смещаться и течь, как мед.

Результаты предполагают наличие глобально обширной, частично расплавленной зоны, встроенной в астеносферу, но эта низкая астеносферная вязкость контролируется в первую очередь постепенными изменениями давления и температуры с глубиной.

По словам соавтора работы, профессора Торстена Беккера, демонстрация того, что слой расплава не влияет на тектонику плит, означает, что одной сложной переменной для компьютерных моделей Земли станет меньше.

«Мы не можем исключить, что локальное плавление не имеет значения», — сказал Торстен Беккер, который разрабатывает геодинамические модели Земли в Институте геофизики Техасского университета. «Но я думаю, что это заставляет нас рассматривать эти наблюдения за плавлением как маркер того, что происходит на Земле, а не обязательно как активный вклад во что-либо».

«Эта работа важна, потому что понимание свойств астеносферы имеет основополагающее значение для понимания тектоники плит», — делают вывод ученые.

Исследование было опубликовано в Nature Geoscience.