Ett team av forskare knutna till flera institutioner i Japan har hittat bevis som ger trovärdighet för en teori om att subducerad skorpa finns vid basen av jordens övre mantel. I deras papper publicerad i tidskriften Natur , gruppen beskriver experiment de utförde i sitt labb med trycksatt material som tros finnas i manteln, och vad de hittade. Johannes Buchen, med California Institute of Technology, har skrivit en News &Views om arbetet i samma tidskriftsnummer.

Tidigare forskning har föreslagit att när tektoniska plattor skiftar runt, en del av materialet på ytan skjuts under. Tidigare forskning har också föreslagit att sådant material sannolikt skulle sjunka djupt in i manteln eftersom det är tätare än pyroliten som tros utgöra det mesta av manteln. Forskare har en teori om att det subducerade materialet sannolikt skulle bosätta sig i botten av övergångszonen mellan den övre och nedre manteln - men hittills, det har funnits få bevis som stödjer denna teori. Det primära testet har varit att analysera seismiska vågor som färdas genom sådant material, men dessa avläsningar har två möjliga förklaringar - den första är att skillnader i hastigheten på vågor som färdas genom material i området beror på att dehydrering smälter. Den andra är att det är ytmaterial som har drivit ner i manteln. I denna nya ansträngning, forskarna rapporterar att de tror att de har hittat bevis som stödjer den senare teorin.

Forskarna började med att notera att skorpan under haven huvudsakligen består av basalt. De noterade också att tidigare forskning visade att när basalt tar sig in i skorpan, ett mineral som kallas kalciumsilikatperovskit (CaSiO ₃ ) är skapad. Således, om skorpmaterialet tog sig till övergångszonen, det skulle vara i form av CaSiO ₃ . Men CaSiO ₃ finns i två konfigurationer beroende på dess miljö - vid hög temperatur och högt tryck, den har kubisk symmetri. Vid lägre temperaturer och tryck, som på ytan, den har tetragonal symmetri. Det innebar att teamet var tvungen att utsätta ett prov av kristallen för tryck och temperaturer som var ungefär lika med det som fanns i manteln för att testa det. När de väl lyckades, de skickade ultraljudsvågor genom den för att se om de matchade vad teorin hade föreslagit. De fann att den kubiska formen av CaSiO ₃ gjorde, verkligen, bromsa vågorna på ungefär samma sätt som de gör när de passerar genom delar av manteln, vilket tyder på att materialet där är nästan detsamma. Och det antyder att materialet är, verkligen, subducerad skorpa.

© 2019 Science X Network