Загадка надр Землі: у мантії планети виявлено дивні структури, які спантеличили вчених

Таємничі зони в мантії нашої планети, де сейсмічні хвилі сповільнюються, насправді існують скрізь у надрах Землі, як виявили вчені. Дослідники вже знали, що зони наднизької швидкості сейсмічних хвиль знаходяться біля нижніх областей мантії, але виявляється, ці загадкові структури більш поширені, ніж вважалося. Результати дослідження опубліковані в журналі AGU Advances, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Зони наднизької швидкості сейсмічних хвиль (ULVZ) розташовані в нижній частині мантії Землі поруч із кордоном, що розділяє мантію і ядро. Ці структури можуть уповільнювати швидкість сейсмічних хвиль до 50%. Але ніхто точно не знає, що це таке насправді, звідки вони взялися і яку роль відіграють у надрах Землі.

Насправді авторів дослідження зацікавила не ULVZ, а інша загадка мантії Землі. Дуже великі землетруси, які відбуваються в зонах субдукції, де одна літосферна плита ковзає під іншою, вивільняють потужні сейсмічні хвилі. Вони називаються PKP-хвилі.

Деякі з цих хвиль проходять через мантію, рідке зовнішнє ядро, а потім знову через мантію на своєму шляху до протилежного боку планети від того місця, де вони виникли. Цим хвилям іноді передує інший дивний тип хвилі — провісник PKP-хвилі.

Ці хвилі з'являються перед основною хвилею після розсіювання в загадкових особливостях у нижній частині мантії Землі. Щоб визначити ці особливості, вчені створили моделювання проходження PKP-хвилі через мантію і додали структури, де їхня швидкість змінюється. Вчені виявили передбачувані закономірності в тому, як PKP-хвилі змінювали швидкість.

Учені вирішили знайти схожі закономірності в реальних даних про землетруси. Вони використовували дані про 58 глибоких землетрусів магнітудою понад 5,8, які сталися в західній частині Тихого океану. Сейсмічні хвилі від цих землетрусів пройшли через ядро Землі і досягли Північної Америки.

Результати дослідження показали, що щось різко уповільнювало сейсмічні хвилі землетрусів, щоб розсіяти їхню енергію. Це могли бути хребти вздовж кордону між ядром і мантією або ULVZ. Але межа між ядром і мантією під західною частиною Тихого океану, де проходили хвилі, вважається гладкою. Водночас раніше там було виявлено велику зону наднизької швидкості сейсмічних хвиль.

Вчені продовжили дослідження і виявили ознаки наявності ULVZ в інших місцях: під Північною Америкою, Північною Африкою, Східною Азією і Тихим океаном. Тобто ці структури більш поширені, ніж вважалося раніше.

Деякі вчені припустили, що ULVZ є залишками гігантських астероїдів, які в далекому минулому падали на Землю. Але автори нового дослідження вважають, що велика поширеність цих структур вказує на те, що вони активно формуються зараз.

Вчені висунули гіпотезу, згідно з якою ULVZ можуть бути структурами з вулканічного базальту, який утворився в серединно-океанічних хребтах, де морське дно розходиться.

Коли цей базальт зрештою потрапляє в мантію шляхом субдукції, він легко плавиться і може утворювати ділянки, де сейсмічні хвилі сповільнюються. Водночас у певний спосіб ці ділянки поширюються по мантії Землі.

Як уже писав Фокус, вчені зробили несподіване відкриття на Венері. Астрономи вважають, що сірчана кислота в атмосфері Венери є причиною несподіваного розподілу води.

Також Фокус писав про те, що нове дослідження Массачусетського технологічного інституту показало, що в надрах Землі може бути заховано понад квадрильйон тонн алмазів.