Данные землетрясений за 34 года выявили шесть гигантских аномалий глубоко в недрах Земли
Сейсмологи обнаружили шесть протяженных поясов неоднородностей на границе между мантией и ядром Земли с помощью нейросети. Команда ученых под руководством Юйжуя Гуаня исследовала рубеж на глубине 2900 километров, где мантия соприкасается с внешним ядром. Этот участок управляет тепловыми потоками, круговоротом вещества в недрах и подъемом мантийных плюмов к вулканам. Раньше исследователи замечали здесь только разрозненные участки с необычной плотностью и температурой. Новый анализ связал эти разрозненные точки в шесть непрерывных полос: они залегают под Северной Атлантикой, северной частью Евразии, Южной Атлантикой, югом Африки, Тихим океаном и Антарктидой.
Скважину на такую глубину пробурить нельзя, поэтому геологи оценивают недра по сейсмическим волнам от землетрясений. Авторы новой работы сосредоточились на предвестниках волн типа PKP — слабых колебаниях, которые приходят на сейсмостанции за несколько секунд до основного фронта. Эти сигналы появляются, когда волны рассеиваются на мелких неоднородностях глубокой мантии, но выделить их вручную среди шума трудно.
Чтобы обработать массив данных за 1990–2024 годы, авторы обучили алгоритм глубокого обучения. Нейросеть проанализировала более двух миллионов записей землетрясений со всего мира, отсеяла шум и нашла 174 929 сигналов предвестников PKP. Это примерно в десять раз превосходит объем всех аналогичных баз данных, которые ученые собирали до этого. Чтобы алгоритм реже ошибался, исследователи перепроверяли образцы вручную и дообучали модель.
На основе этих расчетов ученые построили две карты вероятностей: стабильность появления сигналов и вероятное положение центров рассеяния. Некоторые выявленные зоны совпали с известными ранее областями ультранизких скоростей сейсмических волн. Авторы предполагают, что эти пояса состоят из древних погрузившихся литосферных плит, химически обособленных пород и очагов частичного плавления.
Авторы подчеркивают ограничения метода. Полученная карта показывает области вероятного рассеяния волн, а не четкие физические границы геологических тел. Кроме того, сейсмические станции и очаги землетрясений распределены по планете неравномерно, поэтому данные покрывают не все участки недр с одинаковой плотностью. В будущем исследователи планируют объединить каталог сигналов PKP с записями других типов сейсмических волн, чтобы уточнить очертания подземных структур.
Фото NASA
Самое популярное
