Новейшие исследования, опубликованные 22 января в журнале Nature, ставят под сомнение устоявшееся представление о мантии Земли как о хорошо перемешанной и однородной среде. Ученые из Утрехтского университета (Нидерланды) представили убедительные доказательства существования в недрах планеты двух гигантских образований, которые по своим размерам можно сравнить с субконтинентами. Эти структуры, получившие название Large Low Shear Velocity Provinces (LLSVPs), что в переводе означает «Области с низкой скоростью сдвиговых волн», расположены на огромных глубинах под Африкой и Тихим океаном.
Ключевым инструментом исследования стали сейсмические волны, порожденные землетрясениями. Анализируя их распространение и изменение характеристик при прохождении через различные слои Земли, ученые смогли получить ценную информацию о структуре и свойствах ее внутреннего строения. Именно изучение сейсмических волн позволило обнаружить и охарактеризовать LLSVPs.
Одной из главных особенностей LLSVPs является пониженная скорость распространения сейсмических волн. Это свидетельствует о том, что материал, из которого они состоят, имеет иные свойства, чем окружающая мантия. Более того, исследования показали, что LLSVPs обладают неожиданно низким коэффициентом затухания (потери энергии) сейсмических волн.
Этот факт стал ключевым для дальнейших выводов. Низкое затухание, по мнению исследователей, указывает на то, что минеральные зерна в LLSVPs значительно крупнее, чем в так называемом «кладбище плит» – областях мантии, где скапливаются погружающиеся в результате субдукции тектонические плиты. На «кладбище плит» тектоническая плита погружается на глубину 1900 футов.
Больший размер зерна, в свою очередь, свидетельствует о почтенном возрасте LLSVPs. Предполагается, что эти образования существуют на протяжении сотен миллионов, возможно, даже миллиарда лет. Их устойчивость и сопротивление мантийной конвекции, то есть перемешиванию вещества в мантии, поражают воображение. «Кладбище плит» расположено на глубине около 1800 футов.
Результаты исследования под руководством Арвен Дейсс, сейсмолога из Утрехтского университета, и Сужании Талавера-Соза, переворачивают традиционные представления о мантии как об однородной среде. Они заставляют пересмотреть модели эволюции Земли, процессы вулканизма и горообразования.
Ведь если LLSVPs – это действительно древние и относительно неподвижные образования, то они оказывают существенное влияние на динамику всей планеты. Их границы могут служить своего рода барьерами, направляющими потоки мантийного вещества.
В частности, ученые предполагают, что мантийные плюмы – восходящие потоки расплавленного материала из глубин Земли, вызывающие вулканические извержения, – могут зарождаться именно на границах LLSVPs. Эти плюмы, поднимаясь к поверхности, пробиваются сквозь земную кору, формируя вулканы и целые вулканические регионы.
Таким образом, обнаружение и изучение LLSVPs открывает новые горизонты в понимании глубинных процессов, формирующих нашу планету. Дальнейшие исследования, несомненно, позволят более точно определить возраст, состав и роль этих загадочных «субконтинентов» в мантии Земли.
Изображение носит иллюстративный характер
Ключевым инструментом исследования стали сейсмические волны, порожденные землетрясениями. Анализируя их распространение и изменение характеристик при прохождении через различные слои Земли, ученые смогли получить ценную информацию о структуре и свойствах ее внутреннего строения. Именно изучение сейсмических волн позволило обнаружить и охарактеризовать LLSVPs.
Одной из главных особенностей LLSVPs является пониженная скорость распространения сейсмических волн. Это свидетельствует о том, что материал, из которого они состоят, имеет иные свойства, чем окружающая мантия. Более того, исследования показали, что LLSVPs обладают неожиданно низким коэффициентом затухания (потери энергии) сейсмических волн.
Этот факт стал ключевым для дальнейших выводов. Низкое затухание, по мнению исследователей, указывает на то, что минеральные зерна в LLSVPs значительно крупнее, чем в так называемом «кладбище плит» – областях мантии, где скапливаются погружающиеся в результате субдукции тектонические плиты. На «кладбище плит» тектоническая плита погружается на глубину 1900 футов.
Больший размер зерна, в свою очередь, свидетельствует о почтенном возрасте LLSVPs. Предполагается, что эти образования существуют на протяжении сотен миллионов, возможно, даже миллиарда лет. Их устойчивость и сопротивление мантийной конвекции, то есть перемешиванию вещества в мантии, поражают воображение. «Кладбище плит» расположено на глубине около 1800 футов.
Результаты исследования под руководством Арвен Дейсс, сейсмолога из Утрехтского университета, и Сужании Талавера-Соза, переворачивают традиционные представления о мантии как об однородной среде. Они заставляют пересмотреть модели эволюции Земли, процессы вулканизма и горообразования.
Ведь если LLSVPs – это действительно древние и относительно неподвижные образования, то они оказывают существенное влияние на динамику всей планеты. Их границы могут служить своего рода барьерами, направляющими потоки мантийного вещества.
В частности, ученые предполагают, что мантийные плюмы – восходящие потоки расплавленного материала из глубин Земли, вызывающие вулканические извержения, – могут зарождаться именно на границах LLSVPs. Эти плюмы, поднимаясь к поверхности, пробиваются сквозь земную кору, формируя вулканы и целые вулканические регионы.
Таким образом, обнаружение и изучение LLSVPs открывает новые горизонты в понимании глубинных процессов, формирующих нашу планету. Дальнейшие исследования, несомненно, позволят более точно определить возраст, состав и роль этих загадочных «субконтинентов» в мантии Земли.
