Недра Земли охлаждаются быстрее, чем ожидалось

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха в ходе лабораторных экспериментов установили, насколько хорошо проводит тепло минерал, распространенный на границе между ядром и мантией Земли. Результаты показали, что земное тепло может рассеяться раньше, чем считалось, сообщает Earth And Planetary Science Letters.

На протяжении всего своего существования Земля постепенно охлаждается. 4,5 миллиарда лет назад на ней преобладали экстремальные температуры, а поверхность была покрыта океаном магмы. За миллионы лет магма остыла, образовав хрупкую кору. Однако из недр планеты продолжает поступать огромная тепловая энергия, запуская динамические процессы, такие как мантийная конвекция, тектоника плит и вулканизм.

До сих пор остается неизвестным, как быстро остыла Земля, и через какой промежуток времени ее недра также станут холодными. Авторы нового исследования предположили, что это можно вычислить, опираясь на показатели теплопроводности глубинных минералов.

Ученые исследовали пограничный слой между мантией и ядром – именно там вязкая порода мантии находится в непосредственном контакте с горячим железоникелевым расплавом внешнего ядра. Температурный перепад между двумя слоями очень велик.

Пограничный слой состоит из минерала бриджманита. Авторы разработали сложную измерительную систему, которая позволила определить теплопроводность этого вещества в условиях, максимально приближенных к недрам Земли.

Результаты показали, что теплопроводность бриджманита примерно в 1,5 раз выше, чем предполагалось. Следовательно, из ядра к мантии идет более мощный поток тепла.

Больший тепловой поток увеличивает мантийную конвекцию и ускоряет охлаждение Земли. Это, в свою очередь, может привести к замедлению тектоники плит раньше, чем предсказывали предыдущие прогностические модели.

Быстрое охлаждение мантии также приведет к изменению стабильных минеральных фаз на границе ядро-мантия. Остывая, бриджманит превращается в постперовскит. Он проводит тепло еще более активно и способен ускорить остывание ядра.

Ранее ученые предположили, что в недрах Земли могут быть скрыты остатки другой планеты. Они столкнулись около 4,5 млрд лет назад.