Странные структуры «повсюду» в мантии Земли поставили ученых в тупик
Команда геологов и геофизиков резко расширила понимание процессов, протекающих внутри скалистых планет (используя, разумеется, такую удобную естественную лабораторию, как Земля). Их исследование показало, что зоны замедления сейсмических волн на самом деле не локализованы в ограниченном ряде мест под земной поверхностью, а могут находиться буквально где угодно.
Зоны сверхнизких скоростей или ULVZ (ultra-low velocity zones) — это участки мантии, где волны землетрясений резко замедляются — практически до скорости пешехода. Давно известно, что располагаются они где-то недалеко от «горячих точек» — мест, где расплавленная магма движется вверх и вырывается наружу (образуя, к примеру, цепочки вулканических островов, таких как российские Курилы или американские Гавайи).
В центр интереса команды исследователей попали те сейсмические волны, которые, зарождаясь при столкновении литосферных плит, затем устремляются вглубь Земли, проходят сквозь ядро и вызывают мощные толчки на другом конце планеты. Дело в том, что зачастую они приходят не в одиночестве, а предваряемые так называемыми «волнами-предшественницами». Эти последние ведут себя чрезвычайно странным образом, а механизм их появления до сих пор остается загадкой.
Создав компьютерную модель мантии Земли и заставив электронные «волны» пронзать ее насквозь, ученые заметили некие четкие закономерности: скорость волн неожиданно менялась где-то на границе мантии и ядра. Сопоставив результаты с реальными данными, накопленными в ходе наблюдений за 58 землетрясениями, команда обнаружила нечто удивительное.
Толчки в глубине земной поверхности (все с магнитудой больше 5,8), зародившиеся в районе Новой Гвинеи и затем достигнувшие Северной Америки, в какой-то момент резко замедлялись, что приводило к рассеиванию большой части их энергии. При том, что никаких причин для такого замедления на первый взгляд не наблюдалось — ведь граница ядра и мантии в том регионе должна являться довольно гладкой. Правдоподобное объяснение осталось только одно: все волны прошли через ULVZ.
Это означает, что зоны ультранизких скоростей, во-первых, способны замедлять сейсмические волны на 50 и более процентов, а во-вторых, распространены гораздо шире, чем можно было вообразить до настоящего дня. По сходным признакам ученые обнаружили вероятные ULVZ не только под Северной Америкой, но и под Восточной Азией, Северной Африкой, Индонезией и северо-западом Тихого океана. Это означает резкий сдвиг в понимании того, как функционирует мантия и как должны быть устроены планеты земного типа.
