6 аномальных структур обнаружены на границе ядра и мантии Земли

Ученые из Института геологии и геофизики Китайской академии наук выявили на границе ядра и мантии Земли на глубине 2900 километров шесть ранее неизвестных непрерывных полос неровностей. Для изучения этой области они использовали информацию, которую несут сейсмические волны, возникающие во время землетрясений. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Важно отметить, что прямой доступ к недрам Земли на такой глубине невозможен: самая глубокая скважина Кольская сверхглубокая достигает лишь 12262 метров, что составляет менее половины процента пути к ядру. Геофизики изучают этот горизонт по сейсмическим волнам от землетрясений. Проходя сквозь толщу планеты, колебания меняют скорость и направление в зависимости от состава, плотности и температуры пород, что позволяет сканировать глубинные слои.

В новом исследовании специалисты сфокусировались на предвестниках PKP — слабых сейсмических сигналах, которые достигают поверхности Земли на несколько секунд раньше основных волн. Данные сигналы обладают высокой чувствительностью к структурным аномалиям на больших глубинах. Ранее их выделение из фонового шума требовало ручной обработки, что существенно ограничивало глобальный охват исследований.

Для автоматизации процесса исследователи применили сверточно-рекуррентную нейросеть, которую обучили на двух миллионах записей от 4859 землетрясений магнитудой от 6,0, произошедших с 1990 по 2024 год. Модель проанализировала более двух миллионов сейсмограмм, автоматически отсеивая некачественные записи и классифицируя наличие предвестников. После перекрестных проверок алгоритм позволил выделить 174 929 подтвержденных сигналов. Это на порядок превышает объем всех ранее собранных мировых баз данных по данной тематике.

На основе полученного массива ученые составили две карты высокого разрешения: карту частоты появления предвестников и карту вероятных зон рассеивания волн. Анализ подтвердил наличие шести крупных непрерывных полос структурных неровностей. До этого исследования подобные аномалии фиксировались сейсмологической аппаратурой исключительно в виде отдельных, не связанных между собой локальных участков.

Выявленные зоны имеют масштаб континентов. Они располагаются глубоко под Северной и Южной Атлантикой, северной частью Евразии, южной оконечностью Африки, Тихоокеанским бассейном и Антарктикой. Составленные карты представляют собой наиболее полную модель рассеивания волн на границе ядра и мантии из доступных на сегодняшний день.

Созданный каталог данных предоставляет геофизикам точный инструмент для количественной оценки теплопередачи между внешним ядром и мантией, а также для моделирования процессов формирования магнитного поля планеты.

Источник: mycharisma.com