Badania nad składem mineralogicznym oraz procesami zachodzącymi w płaszczu Ziemi są bardzo utrudnione. Wszystko z tego powodu, że nie mamy żadnych próbek pochodzących z tej części wnętrza naszej planety. Większość analiz i badań bazuje na modelach obliczeniowych i obserwacji fal sejsmicznych. Dzięki nim wiadomo, że w skład dolnej płaszcza sąsiadującego już z płynnym jądrem zewnętrznym wchodzą dwa kluczowe minerały – bridgmanit i ferroperyklaz.
Wspomniane minerały są tak naprawdę hipotetyczne. Nie mamy żadnych ich próbek, ale na podstawie obliczeń wiemy, że substancje o ich składzie mogą występować na tej głębokości ponad 1000 kilometrów. Bridgmanit jest krzemianem magnezu i żelaza o strukturze perowskitu, a ferroperyklaz – tlenkiem magnezu i żelaza. Bridgmanit ma większy udział procentowy w składzie płaszcza i według niektórych badań może on sięgać nawet 93 proc.
Czytaj też: Jakie są najrzadsze minerały na świecie? Niektóre z nich znajdziemy nawet na południu Polski
Minerały w płaszczu Ziemi wykazują odwrotne właściwości. To zmienia dużo
W warunkach dolnego płaszcza, gdzie ciśnienie jest tysiące razy większe niż na dnie Rowu Mariańskiego, a temperatura liczona jest również w tysiącach stopni, minerały nieustannie przechodzą różne transformacje i przeobrażenia. Dotychczasowe wyniki badań obliczeniowych wskazywały, że to bridgmanit jest bardziej stabilnym minerałem, który chętniej pozostaje w fazie stałej, a ferroperyklaz natomiast częściej ulega przetopieniu i stanowi swoisty „smar” pływający w nieco półpłynnej już masie skalnej dolnego płaszcza.
Wcześniejsze badania naukowe nie uwzględniały jednego czynnika. Procesy we wnętrzu Ziemi zachodzą niezwykle powoli i bardzo dużej skali czasowej liczonej w milionach i miliardach lat. W nowym modelu obliczeniowym uwzględniono ten czynnik, w rezultacie czego odkryto coś kompletnie odwrotnego. Wyniki badań możemy przeczytać na łamach Nature.
Czytaj też: W obiekcie z kosmosu znaleźli coś zupełnie nowego. Czym są te niespotykane minerały?
To ferroperyklaz jest dużo stabilniejszym minerałem, który jest tą trudniejszą do odkształcenia fazą w płaszczu Ziemi. Z pozoru niewielka różnica tak naprawdę może mieć implikacje idące bardzo daleko. Skoro to bridgmanit łatwiej ulega odkształceniom, to dotychczasowe hipotezy tłumaczące procesy magmatyczne zachodzące we wnętrzu naszej planety należy uaktualnić o ten fakt. Ponadto bridgmanit i ferroperyklaz mogą budować wnętrza innych planet poza Układem Słonecznym, a nowe wiadomości o zachowaniu się tych faz mineralnych może wpłynąć na rozumienie historii powstawania planet.