Внутренне строение Земли – одна из самых большенных загадок современной геологии. Медику наук Джеймсу Растэду (James Rustad) и доценту Кун-Жу Иню (Qing-Zhu Yin) из Калифорнийского института (University of California, на последующий денек) (США) удалось приблизиться к разгадке того, как происходило формирование мантии российскей планетки в дальнем прошедшем 4,5 млрд годов назад.
Ученые заключили – сверхвысокое давление порядка 100 20 ГПа при температуре до четыре тыщи 500 градусов Кельвина стало предпосылкой расслоению: томные изотопы железа образовали соединения, в каких они были в низкоспиновом состоянии и сконцентрировались в нижнем слое кристаллизующейся мантии, а легкие перебежали в высокоспиновое состояние и были у поверхности.
Компьютерная программка виртуально сжимала и нагревала минералы. Так ученые попытались воссоздать условия, которые существовали 4,5 млрд годов назад.
Потому тогда расплавленная водянистая магма начала затвердевать – началась ее кристаллизация.
Делая упор на исследования Вениамина Полякова, команда ученых из Калифорнийского института продолжила работу. Средством метода весов-спектрометрии доктор наук Джеймс Растэд вызнал состав изотопов железа в 2-ух минералах – ферроперовските и ферропериклазе, а позднее на базе четких расчетов ученые узнали, при каких значениях давления, спина и температуры такой состав может появляться.
Дело в том, что железо в ферропериклазе существует в 2-ух состояниях – высокоспиновом (с 4-мя неспаренными электронами) и в низкоспиновом (все электроны спарены). У железа в ферроперовските состояние среднеспиновое – два неспаренных электрона. Естественно, для приведения железа в каждое из этих состояний необходимы собственные условия.
Как гласит доктор Кун-Жу Инь, средством такового всеохватывающего подхода им удалось выяснить, как изотопы железа распределялись в уже затвердевшей магме.
Одним из источников инфы, что может оказать помощь в осознании физики мантии, помогает состав изотопов железа магматических горных пород. Эти породы может быть найти в районах срединно-океанических хребтов или при извержении вулканов.
Геологи убеждены в том, что кое-какие из выкинутых наружу минералов образуются в нижних слоях мантии. Потому что состав изотопов железа почти во всем меняется от температуры и давления – этот показатель может быть использовать для восстановления критерий, в каких происходило формировании мантии.
Прямые информацию о строении мантии взять нереально. Исходя из этого для ее исследования ученым приходится использовать косвенные методы – хим и геофизические.
Еще совершенно не так издавна геологи растолковывали завышенное содержание томных изотопов железа в магматических горных породах Земли столкновением российскей планетки с другим небесным телом. Кстати, это столкновение и стало предпосылкой формированию спутника Земли – Луны. Из-за него случился выброс множества земной материи в космос, исходя из этого ученые задумывались, что легкие изотопы железа , а томные остались. В феврале две тыщи девять года доктору химии из Института экспериментальной минералогии РАН Вениамину Борисовичу Полякову удалось впервой показать, что галлактические катастрофы здесь ни при чем, а все дело в большущем давлении на мантии и границе ядра.
Мантия – большой слой шириной более 2-ух км, состоящий, по большей части, из силикатов магния, кальция и железа. Размещен он на глубинах от 30 до две тыщи девятьсот км. Это означает, что большая часть вещества Земли находится потому в мантии.
Ученые делят мантию на два слоя – верхнюю и нижнюю. Меж ними, на глубине 400-900 км размещен "слой Голицина" – фазовый переход меж наименее плотной структурой высшей части и сверхплотной структурой нижней части мантии.
Статья янки расположена в Nature Geoscience Lrtters.