Forskere opdager, hvorfor sten flyder langsomt i jordens midterkappe

Stener i Jordens midterkappe flyder langsomt, fordi et vigtigt mineral bliver hårdere og mere modstandsdygtigt over for deformation ved de høje temperaturer og tryk, der findes i denne region, ifølge en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet *Science*.

Denne opdagelse kan hjælpe forskere med bedre at forstå bevægelsen af ​​tektoniske plader, som er drevet af konvektion af varme og sten i kappen. Kappen er det klippelag, der ligger under skorpen og udgør omkring 84 % af Jordens volumen.

"Vi fandt ud af, at en ændring i krystalstrukturen af ​​mineralet bridgmanit gør det meget stærkere end tidligere antaget," sagde hovedforfatter Oliver Tschauner, professor i mineralogi og petrologi ved University of Nevada, Las Vegas. "Det betyder, at kappen er mere modstandsdygtig over for deformation, og det forklarer, hvorfor sten flyder så langsomt i den midterste kappe."

Bridgmanit er det mest udbredte mineral i jordens kappe. Det er en form for magnesium-jernsilikat, der kun er stabil ved meget høje tryk og temperaturer. I den midterste kappe kan trykket nå op til 2,5 millioner atmosfærer (ca. 2,5 milliarder gange trykket ved havoverfladen), og temperaturen kan nå op til 2.000 grader Celsius (ca. 3.600 grader Fahrenheit).

Ved disse ekstreme forhold gennemgår bridgmanit en ændring i sin krystalstruktur, der bliver mere kompakt og tættere. Denne ændring gør det sværere for mineralet at deformere, og det bremser strømmen af ​​sten i den midterste kappe.

"Vores forståelse af strømmen af ​​sten i kappen er vigtig, fordi den hjælper os med at forstå bevægelsen af ​​tektoniske plader," sagde medforfatter Stephen Jacobsen, professor i geokemi ved Northwestern University. "Bevægelsen af ​​tektoniske plader er ansvarlig for mange af funktionerne på Jordens overflade, såsom bjerge, oceaner og jordskælv."

De nye resultater kan også hjælpe videnskabsmænd til bedre at forstå dannelsen af ​​diamanter. Diamanter dannes, når kulstof udsættes for ekstremt høje tryk og temperaturer. I den midterste kappe er trykket og temperaturen høj nok til at omdanne kulstof til diamanter. Den langsomme strøm af sten i den midterste kappe betyder dog, at det tager lang tid for diamanter at dannes.

"Vores resultater giver en ny forståelse af de betingelser, hvorunder diamanter dannes," sagde Tschauner. "Dette kan føre til nye måder at finde diamanter og andre værdifulde mineraler i jordens kappe."

Undersøgelsen blev finansieret af National Science Foundation, Deep Carbon Observatory og Alfred P. Sloan Foundation.