Европейские астронавты на борту МКС, на высоте более 300 км над поверхностью Земли, провели эксперименты, проливающие свет на происходящее глубоко в недрах планеты.
Редакция ПМ

Поверхность жидкости, заключенной между двумя сферами установки Geoflow, оказалась весьма похожей на то, что дает компьютерное моделирование поведения земной мантии
Так выглядит установка целиком, со всеми контролирующими системами
А так — те самые сферы, вложенные одна в другую и имитирующие земные ядро и кору
Вулканические острова Гавайев со спутника: их создали мантийные токи, подобные тем, что показаны на первой иллюстрации

При всех своих технологических возможностях человечество до сих пор копается лишь на самой поверхности Земли: если вообразить планету арбузом, мы никогда не добирались глубже зеленой корочки. Одна только мантия, залегающая под корой Земли, тянется на глубину свыше 3 тыс. км — тогда как самые сверхглубокие скважины редко преодолевают рубеж в 10 км. Практически все, что нам известно о происходящем на глубине, добыто косвенными методами и свидетельствами.

Мантия представляет собой полужидкий, вязкий расплав, температура и давление которого меняются с глубиной. С геологической точки зрения все, происходящее на поверхности планеты — лишь бледное отражение мощных мантийных процессов. Ее медленные токи определяют сдвиги литосферных плит, вулканическую активность, подъем гор и землетрясения. Современные суперкомпьютеры позволяют с большой долей достоверности смоделировать мантийные течения. Но насколько они адекватны реальности?

Самые изощренные технологии не позволяют пока заглянуть под кору Земли и замерить течения мантии. Ученым снова приходится обращаться к непрямым методам — например, моделирование мантии было проведено в лаборатории в Германии, и оно позволило подтвердить многие ранее сделанные выводы. Однако ни один лабораторный эксперимент не может исключить влияние «третьей силы», земной гравитации, которая неизбежно вносит искажения в движение расплава.

Лучшие доступные нам условия для опытов в отсутствии гравитации (точнее говоря, при микрогравитации), существуют на МКС. И европейские исследователи вместе с астронавтами поставили на борту станции эксперименты серии Geoflow.

Для этой цели была разработана установка, имитирующая естественную геометрию Земли. Она включает в себя две вложенные одна в другую вращающиеся сферы, разделенные слоем вязкой жидкости. Внутренняя сфера представляет ядро Земли, внешняя — ее кору, между ними с точностью до десятых градуса создается нужный температурный градиент. Жидкость, понятное дело, выступает в роли мантии. Эффекты притяжения, аналогичные гравитации, создается высоковольтным электрическим полем.

Движение жидкости «мантии» в такой установке тщательно фиксировалось астронавтами на борту МКС. И результат оказался блестящим: теоретические модели и компьютерные расчеты прекрасно подтвердились. Поверхность «мантии» выглядела в точности так же, как при компьютерном моделировании, с более горячими потоками, поднимающимися на поверхность, к «коре» с большой глубины. Считается, что такие потоки, несущие с собой высокую температуру, связаны с самыми вулканически активными областями на нашей планете.

По пресс-релизу ESA

Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.