Недра Земли остывают намного быстрее, чем считалось

История нашей планеты — во многом история остывания. Миллиарды лет назад Земля была раскалена от центра до поверхности, которая оставалась расплавленной. Постепенно экстремальные температуры стали сохраняться лишь на глубине, а наружные слои остыли и затвердели. Однако охлаждение продолжается, и тепло все еще поднимается из недр, во многом определяя течения магмы, тектонику плит и вулканическую активность.

Вопросы о том, какими темпами земные недра теряют тепло и когда застынут окончательно, остаются дискуссионными. Чтобы найти ответы, команда Мотохико Мураками (Motohiko Murakami) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) исследовала свойства минералов, поднятых с большой глубины, из области границы между мантией и внешним ядром планеты. Результаты работы представлены в статье, опубликованной в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Между нижней мантией и внешним жидким ядром существует большой перепад температуры, и там должен происходить активный перенос тепла. Потому ученых и заинтересовали теплопроводные свойства основного материала этого слоя — бриджманита (силикатного перовскита). В лабораторных условиях они смоделировали температуры и давления, существующие в недрах планеты, на глубине в сотни километров, и измерили способность минерала проводить тепло при таких условиях.

Этот показатель оказался примерно в полтора раза выше, чем считалось до сих пор. Соответственно, и скорость потери тепла ядром Земли выше прошлых оценок. Более того, темпы будут лишь нарастать: ученые обнаружили, что по мере остывания бриджманит меняет структуру и начинает передавать тепло еще эффективнее. В результате планета остывает все быстрее, нежели думали ученые, приближаясь к тому (пока далекому) времени, когда перемешивание мантии прекратится, а тектоника плит остановится. Некогда подобное случилось с Марсом — правда, из-за куда меньших размеров планеты произошло это намного раньше.