|
Острова размером с континент, обнаружены внутри Земли
|
|
|
|
Ученые обнаружили два региона размером с континент, спрятанные глубоко в земной мантии, которые в недавнем исследовании называются “островами”. Исследования, проведенные Утрехтским университетом, показывают, что эти регионы не только более жаркие, чем их окрестности, но и являются древними, насчитывающими по меньшей мере полмиллиарда лет или даже больше.
|
|
|
|
Полученные данные опровергают общепринятые теории о том, что мантия Земли представляет собой хорошо перемешанную и быстро текущую систему. Вместо этого, исследование предполагает, что в мантии гораздо меньше потоков, чем считалось ранее.
|
|
Скрытые острова внутри Земли
|
|
|
|
Эти подземные острова находятся на глубине 1200 миль (2000 км) под нашими ногами и достигают высоты примерно 620 миль (1000 км), затмевая все горные вершины, встречающиеся на поверхности Земли и на любой другой планете нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
Регионы, о которых идет речь, расположенные под Африкой и Тихим океаном, были впервые выявлены в конце 20-го века с помощью сейсмического анализа.
|
|
|
|
Когда происходят сильные землетрясения, они заставляют Землю резонировать подобно колоколу, вызывая колебания, которые сейсмологи могут проанализировать, чтобы выявить подземные аномалии.
|
|
Крупные провинции с низкой скоростью сейсморазведки (LLSVPS)
|
|
|
|
|
|
|
Исследования показали наличие того, что ученые теперь называют Крупными провинциями с низкой скоростью сейсморазведки (LLSVPS).
|
|
|
|
“Никто не знает, что это такое, и являются ли они лишь временным явлением или существуют миллионы или, возможно, даже миллиарды лет”, - пояснил старший автор исследования Арвен Дейсс, сейсмолог из Утрехтского университета.
|
|
|
|
Эти “острова” окружены кладбищем холодных, затонувших тектонических плит, которые прошли сквозь мантию Земли в результате субдукции – процесса, при котором одна плита опускается под другую.
|
|
|
|
В отличие от окружающих регионов, сейсмические волны в LLSVPS значительно замедляются из-за их повышенной температуры.
|
|
Земная мантия до сих пор остается загадкой
|
|
|
|
Чтобы глубже изучить эти структуры, Дейсс и ее коллега Суджания Талавера-Соза применили новый подход к изучению сейсмических волн.
|
|
|
|
Помимо анализа того, насколько волны замедляются, они также измерили “затухание”, или количество энергии, которую волны теряют, проходя сквозь Землю.
|
|
|
|
“Вопреки нашим ожиданиям, мы обнаружили небольшое затухание в LLSVPS, из-за чего звуки там звучали очень громко. Но мы обнаружили значительное затухание на кладбище холодных плит, где звуки звучали очень тихо”, - сказал Талавера-Соза.
|
|
|
|
Результаты показали, что LLSVPS, несмотря на то, что они горячие, существенно не ослабляют сейсмические волны. Это противоречило ожиданиям, основанным на поведении волн в более горячей верхней мантии, где наблюдается как замедление, так и затухание.
|
|
Размер зерна играет определенную роль в LLSVPs
|
|
|
|
Неожиданные результаты побудили команду изучить свойства материала, из которого изготовлены LLSVP. Согласно минералогическому анализу, предложенному соавтором исследования Лаурой Кобден, размер зерен играет ключевую роль.
|
|
|
|
На кладбище холодных плит тектонические плиты перекристаллизовываются в мелкие зерна, погружаясь в мантию, что приводит к значительным потерям энергии, поскольку сейсмические волны пересекают многочисленные границы зерен.
|
|
|
|
Напротив, LLSVP, по-видимому, состоят из гораздо более крупных зерен, которые позволяют волнам проходить с минимальным затуханием.
|
|
|
|
Поскольку эти минеральные зерна растут медленно, это означает, что LLSVP намного старше, чем окружающие их кладбища плит.
|
|
|
|
Это позволяет предположить, что LLSVP не являются частью конвекционных процессов в мантии и остаются практически неизменными на протяжении длительных периодов времени, что резко контрастирует с постоянно перерабатываемым материалом вокруг них.
|
|
Почему все это имеет значение?
|
|
|
|
Жесткость и возраст LLSVP ставят под сомнение представление о мантии как о равномерно перемешанной системе. “В конце концов, LLSVP должны быть способны так или иначе противостоять мантийной конвекции”, - сказал Талавера-Соза.
|
|
|
|
Это имеет огромное значение для понимания эволюции Земли. Мантия управляет такими явлениями на поверхности, как вулканизм и горообразование.
|
|
|
|
Например, считается, что мантийные шлейфы – столбы горячего вещества, поднимающиеся из глубин Земли, – образуются на краях LLSVPS. Эти шлейфы в конечном итоге вызывают вулканическую активность, подобную той, что наблюдается на Гавайях.
|
|
Изучение скрытых островов
|
|
|
|
Для изучения этих глубинных областей сейсмологи полагаются на колебания, вызванные мощными землетрясениями, особенно теми, которые происходят на больших глубинах, такими как землетрясение в Боливии в 1994 году.
|
|
|
|
“Это событие так и не попало в газеты, потому что произошло на большой глубине - 650 км - и, к счастью, не привело к каким-либо разрушениям или жертвам на поверхности Земли”, - сказал Дьюсс.
|
|
|
|
Сейсмометры регистрируют высококачественные данные с 1975 года, что позволяет исследователям вернуться к прошлым землетрясениям и получить ценную информацию.
|
|
LLSVPs и мантия Земли
|
|
|
|
Это исследование дает новое представление о мантии Земли. Вместо однородной, хорошо перемешанной системы мантия содержит древние, стабильные структуры, которые не поддаются общепринятым моделям.
|
|
|
|
Понимание этих областей имеет решающее значение для интерпретации поверхностных явлений и дает более четкое представление о сложном внутреннем устройстве Земли.
|
|
|
|
“Мантия Земли - это двигатель, который управляет всеми этими явлениями. Возьмем, к примеру, мантийные шлейфы, которые представляют собой большие пузыри горячего вещества, поднимающиеся из глубоких недр Земли, как в лавовой лампе. И мы думаем, что эти мантийные шлейфы образуются на краях LLSVPS”, - сказал Дойсс.
|
|
|
|
Открытие уникальных свойств LLSVP и их роли в формировании процессов на поверхности Земли знаменует собой значительный шаг вперед в изучении динамичных недр нашей планеты.
|
|
|
|
Источник
|
