Rätselhafte "Steif" Gesteinsschicht kann tief im Inneren der Erde lauern.

Eine neue Schicht von steifen Rock unerwartet tief in der Erde vorhanden sind, sagen Forscher.

Diese Schicht kann erklären, warum Platten der tektonischen Platten der Erde, die die äußere Hülle des Planeten ausmachen, blockieren können, wie sie sinken.

Erde besteht aus einem Kern aus Metall, eine darüber liegende Mantel Schicht von hot-Rock und eine dünne Kruste obenauf. Innerhalb dieser Schichten sind Divisionen; zum Beispiel der Kern gliedert sich in eine feste innere Mitte und einen flüssigen äußeren Schicht und die Kruste und die oberen Erdmantels Form einer starren Lithosphäre 60 bis 90 Meilen (95 bis 145 Kilometer) tief, die in tektonischen Platten aufgeteilt ist. [50 interessante Fakten über die Erde]

Ozeanische Platten kollidieren mit Kontinentalplatten in Bereichen wie der Pacific Rim, Erdbeben und Vulkanausbrüche auszulösen. In diesen Regionen können die Vorderkanten der ozeanischen Platten biegen in Platten, Tauchen oder "Messungen" unter der Kontinentalplatten und steigen Sie hinab in den Mantel. Subduktion ist ein langsamer Prozess, mit einer Platte unter etwa 300 Millionen Jahren im Durchschnitt um abzusteigen, sagte Studie Co-Autor Lowell Miyagi, mineralischen Physiker an der University of Utah in Salt Lake City.

Geheimnisvoll, vorherige Forschung, die inneren Erde gescannt gefunden, dass viele Platten erscheinen zu verlangsamen und pool zusammen im oberen Teil des unteren Mantel, in einer Tiefe von etwa 930 Meilen (1.500 km). Dies unter Indonesien und Südamerika die Pazifikküste gesehen hat, sagte der Forscher.

"Diese Beobachtungen wurden rätselhafte Seismologen für eine Weile, aber der Konsens im letzten Jahr oder so ist, dass dies wirklich geschieht," sagte Miyagi Leben Wissenschaft.

Die Entdeckung der neuen Ebene könnte helfen, das Rätsel zu lösen. Forscher entdeckten die potenzielle neue Ebene durch Zerkleinern Mineralien zwischen Diamanten. Dort ruft Rock dreimal stärker in den oberen Teil des unteren Mantel des Planeten.

"Die Erde hat viele Ebenen, wie eine Zwiebel" sagte Miyagi in einer Erklärung. "Die meisten Schichten sind definiert durch die Mineralien, die vorhanden sind. Im Wesentlichen haben wir eine neue Ebene in der Erde entdeckt. Diese Schicht wird nicht durch die Mineralien, sondern durch die Stärke dieser Mineralien definiert."

Die Wissenschaftler identifiziert die wahrscheinliche Präsenz dieser neuen Schicht mit Röntgenstrahlen Tausende Kristalle von Ferropericlase, eines der dominierenden Mineralien im unteren Mantel, scannen, da diese Kristalle zwischen den Spitzen von zwei Edelstein-Qualität Diamanten gepresst wurden. "Sie sehr hohen Druck erzeugen durch drehen die Schrauben an der Presse von hand mit Inbusschlüssel," sagte Miyagi in der Erklärung. [Shine On: Fotos von schillernden Mineralstufen]

Drücke von bis zu 96 Gigapascals erreicht dieses quetschen – Äquivalent zu der Art von Druck im unteren Erdmantel gefunden. Im Vergleich dazu ist 1 Gigapascal fast 10-Mal größer als der Druck an der Unterseite des Mariana Trench, die tiefste Stelle des Ozeans.

Die Forscher fanden unerwartet, dass Ferropericlase der Stärke bei Druck in einer Tiefe von 410 Meilen (660 km), gleichwertig zu erhöhen beginnt, die Grenze zwischen den oberen und unteren Mantel markiert. Diese Stärke erhöht das Dreifache bei Druck in einer Tiefe von etwa 930 Meilen (1.500 km) zu finden.

"Es ist schon komisch – wir diese Messungen vor einigen Jahren gemacht und nie habe um zu analysieren, da wir Art angenommen wir wussten was die Mineralien zu tun," sagte Miyagi. "Aber als wir sahen, die Daten im Detail, statt dieses Material sehr glatt, Erhöhung in Kraft gab es überraschende Sprung in der Stärke an höhere Drücke."

Darüber hinaus Wenn die Ermittler simuliert Ferropericlase tief unter der Erde wenn gemischt mit Bridgmanite, dominant in den unteren Mantel, ein anderes Mineral Verhalten könnte entdeckten sie eine große Zunahme in der Steifigkeit oder Viskosität von dem Mantelgestein. In einer Tiefe von 930 Meilen (1.500 km) ist dieser Rock einige 300-Mal stabiler als an der Grenze zwischen dem oberen und unteren Mantel, die etwa 410 Meilen (660 km) tief. Auf der Pascal-Sekunde-Skala die Viskosität des Wassers ist 0,001, Erdnussbutter ist 200 und die neuen Mantel Schicht ist 9223372.036854775807 Billionen.

"Nachdem wir im Detail auf diese Daten suchte, dämmerte es mir, die diese Erhöhung der Viskosität wurde über das wo Seismologen Platten stecken zu sehen waren," sagte Miyagi. "Das war ein wirklich großer Moment."

Die Art und Weise, die diese steifen Mantel Schicht den Abstieg der Platten stall kann, könnte auch erklären einige Tiefe Erdbeben im Erdmantel. Die meisten Beben auftreten viel flacheren Tiefe in der Erdkruste.

"Alles, was gegen eine Platte führen würde möglicherweise verursachen kann Schnalle oder höher in der Platte, verursacht eine Tiefe Erdbeben zu brechen", sagte Miyagi.

Darüber hinaus kann diese neue Ebene Hinweis darauf, dass Erdinneren ist heißer als bisher angenommen wurde. Die steifen Rock kann die Fähigkeit des Felsens in den Mantel, mix verringern. Dies wiederum macht es schwieriger "für Wärme aus der Erde zu bekommen, was bedeuten könnte, Erdinneren ist heißer als man denkt" sagte Miyagi in einer Erklärung.

Darüber hinaus kann diese neue Ebene erklären, warum verschiedene Arten von Magma auf zwei verschiedene Arten von Meeresboden Vulkane gesehen werden. Magma hat Vulkane, wie die von Island, auf der midocean Grate an den Rändern der tektonischen Platten die chemische Signatur der neueren, flacher und gut durchmischten Magma. In Insel Vulkane wie in Hawaii ist das Magma jedoch älter, aus tieferen Quellen und weniger gut gemischt. Miyagi vorgeschlagen, dass die neu gewonnene Gesteinsschicht möglicherweise was trennt die Quellen von zwei verschiedenen Magmen, die zwei verschiedenen Arten von Vulkanen zu liefern.

In der Zukunft sagte die Forscher sagten, sie hoffen, zu sehen wie Mischungen aus Ferropericlase und Bridgmanite auf extremen Druck und Hitze reagiert, Miyagi. Er und sein Kollege Hauke Marquardt von der Universität Bayreuth in Deutschland detailliert ihre Ergebnisse online-23 März in der Zeitschrift Nature Geoscience.

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