Et team af geologer og mineralfysikere ved Harvard University, University of California, Argonne National Laboratory og University of Chicago har fundet beviser via laboratorieeksperimenter, der viser, at Jordens mantel er langt mere kompliceret end tidligere kendt.
I deres undersøgelse, der blev offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikationgruppen brugte en multi-anvil presse og en maskinlæringsmetode til at kortlægge, hvordan ringtræ (en højtryksfase af magnesiumsilikat) egenskaber i mantelen kan variere på forskellige dybder.
Tidligere forskning har antydet, at de interessante dele af Jorden er på overfladen, hvor pladetektonik og vejr erosion forårsager en masse ændringer og i kernen, hvor churning smeltet jern genererer planetens magnetfelt. Mantelen blev derimod set som lidt mere end et tykt lag med varm klippe, med den lejlighedsvise plume, der skubbede sig igennem. Nu rapporterer teamet om denne nye indsats, at der foregår meget mere i mantlen end tidligere antaget.
Nylig forskning fra flere hold har vist, at Mantle har et lag, som ingen vidste om – og dens flowmønstre er meget mere komplekse end forventet i den del af planeten. Sådanne fund er kommet med tilladelse fra nye værktøjer, der giver geofysikere mulighed for at spore skiftende hastigheder af bølger genereret af jordskælv, når de bevæger sig gennem mantelen, hvilket giver forskere mulighed for at skabe en slags CT -scanning af indersiden af jorden.
For kun 10 år siden fandt forskere, at nogle plumer kunne komme sig fra bunden af mantelen helt til overfladen, mens andre stoppede, før de kommer det så langt.
Forskere har også fundet, at seismiske bølger ændrer hastigheder næsten ensartet i dybder på 660 kilometer, hvilket antyder, at materialet enten er hårdere eller blødere end materialet omkring det, hvilket yderligere antyder et tidligere ukendt lag af materiale. Dybden så ud til at falde sammen med en form for olivin kaldet Ringwoodite, da den bryder sammen. Et hold sidste år fandt også bevis for et andet lag 1.050 kilometer nede.
Til denne nye undersøgelse gennemførte forskerne laboratorieeksperimenter designet til at efterligne faseovergange i mantelagene. De fandt, at materialet i dybden, hvor de nye lag menes at eksistere, kan have overgange, der varierer under både tryk og temperatur, hvilket forklarer, hvorfor grænserne ser ud til at ændre sig. De antyder, at sådanne ændringer i mantlen muligvis kan forklare, hvorfor nogle plummer stagnerer, mens andre går hen til skorpen.