МОСКВА, 19 января, Захар Андреев. Пока одни исследователи успешно изучают дальний космос, другие пытаются понять, что скрывается под непроницаемой поверхностью нашей планеты. В новом исследовании геофизики использовали вычислительные возможности суперкомпьютера и обнаружили то, чего они никогда не ожидали увидеть.
Где плавают континенты
Твердая поверхность Земли, литосфера, разделена на гигантские плиты, которые находятся в постоянном движении. Это вызывает дрейф континентов — каждые 400–600 миллионов лет массивы суши сходятся и снова расходятся. В настоящее время Земля находится в середине цикла: Атлантический океан расширяется на несколько сантиметров в год, а Тихий океан, наоборот, становится меньше и однажды полностью исчезнет. Азия объединится с Америкой, а Австралия и Антарктида присоединятся к ним.
Толщина плит неравномерна. Континентальная кора имеет среднюю толщину около 40 километров, тогда как океаническая кора имеет толщину всего шесть-семь километров. В месте соединения более тонкая плита «ныряет» под массивную и плавится в мантии. Место, где это происходит, называется зоной субдукции. Самым известным примером такой линии является Тихоокеанское огненное кольцо, полоса вулканической активности, которая проходит через Гавайи, Камчатку и Калифорнию, среди прочих мест.
60~br />В новой статье геологи из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе вместе с коллегами из Калифорнийского технологического института решили заглянуть под литосферные плиты, чтобы изучить состав мантии Земли.
Планета в «ультразвуковой комнате»
Сделать это напрямую невозможно: нельзя просверлить земную кору, чтобы взять образцы, или измерить температуру и давление расплавленного вещества. Единственные доступные методы исследования — косвенные. Например, измеряют скорость распространения сейсмических волн, возникающих в результате землетрясений. Этот показатель зависит от плотности и других качеств материала, через который проходят колебания. Ученые получают что-то вроде ультразвукового изображения, отображающего внутреннюю структуру планеты. Среди прочего, видны части океанических тектонических плит, погруженных в мантию в результате столкновения с мощной континентальной корой в зоне субдукции.
<бр />До сих пор подобные исследования не приносили никаких сюрпризов — затопленные части оказывались именно там, где и ожидалось. Однако ранее, как правило, изучался один тип сейсмической волны. В новой работе авторы объединили данные по всем известным типам волн. Это огромный объем информации, и для ее обработки использовался швейцарский суперкомпьютер Piz Daint.
Такой подход позволил выделить многочисленные массивы, похожие на затопленные части литосферных плит. Но многие из них были найдены в неожиданных местах.
«Артерия в ягодице»
Загадочная структура была замечена, например, под западной частью Тихого океана, где, насколько известно, в недавней геологической истории Земли не существовало зон субдукции.
«Благодаря новой модели с высоким разрешением мы можем видеть такие аномалии повсюду в мантии Земли. Но мы не знаем точно, что это такое и из какого материала они сделаны», — говорит Томас Схоутен, первый автор и докторант Геологического института ETH Zurich.
Его коллега — профессор Андреас Фихтнер сравнивает: «Это как если бы врачу УЗИ дали продвинутый исследовательский прибор и он внезапно обнаружил артерию в ягодице, где ее быть не должно».
Пока что ученые могут только догадываться, что именно они увидели. По одной из версий, это не остатки субдуцированных плит, а древний материал, богатый кремнием, сохранившийся в мантии с момента ее образования — то есть около четырех миллиардов лет назад. По другой версии, это сгустки богатой железом породы, которые скапливаются в одном месте в результате движения расплавленного вещества. Специалисты признают, что для ответа на вопрос необходимы дополнительные данные и, скорее всего, новые методы исследования.
Свежие комментарии