Мантия Земли таит аномалии: Ученые нашли «затонувшие миры», которых там быть не должно

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Глубины Земли, казалось бы, давно исследованы наукой вдоль и поперёк. Однако наша планета продолжает преподносить сюрпризы, скрывая тайны, которые заставляют пересматривать устоявшиеся представления. Недавнее открытие, сделанное при помощи нового метода сейсмического анализа, повергло учёных в изумление: в мантии Земли обнаружены загадочные сгустки, напоминающие фрагменты древней земной коры, но расположенные в местах, где их, по всем законам природы, быть не должно.

Головоломка из недр Земли

Десятилетиями геофизики опирались на сейсмографию, изучая колебания земной коры, вызванные землетрясениями. Как эхо, эти волны пронизывают толщу планеты, позволяя нам «видеть» её внутреннюю структуру. Так, удалось обнаружить субдуцированные плиты — участки древней коры, которые погрузились в мантию в зонах столкновения тектонических плит. Это вполне ожидаемое явление, хорошо вписывающееся в модель тектоники плит. Но вот что удивительно: новые исследования выявили сгустки, похожие на эти плиты, но находящиеся в областях, где не было зарегистрировано никакой тектонической активности. Возникает вопрос: как они там оказались?

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Представьте себе, как картограф находит оазис посреди пустыни, где, согласно всем его картам, должна быть только раскаленная пустыня. Это сравнение, пожалуй, лучше всего отражает недоумение ученых. «Затонувшие миры», как их уже окрестили, являются неким аномальным явлением, требующим пересмотра фундаментальных знаний о динамике Земли.

Новый метод — новые открытия

Ключевым фактором этого открытия стал новый метод сейсмографического анализа, названный полноволновой инверсией. Если раньше учёные анализировали сейсмические данные, полученные от разных землетрясений по отдельности, то теперь появилась возможность объединить их в единую картину. Это, своего рода, переход от просмотра отдельных кадров к просмотру фильма, где становится видна вся динамика и детали. Применение сложных вычислительных моделей на мощнейших суперкомпьютерах позволило получить изображения мантии с беспрецедентным уровнем детализации.

Глобальное распределение сейсмических станций, мест расположения приемников и аномалий скорости сейсмических волн, использованных для построения FWI-модели REVEAL. Сейсмические станции и места расположения приемников представлены соответственно в (a, b); аномалии скорости сейсмических волн показаны на глубине 1000 км в (c, d) и в поперечном разрезе через Тихий океан в (e, f). Трассировка поперечных сечений показана в (a). VP: скорость продольных волн; VS: скорость продольных волн. Обратите внимание, что разрешаемая амплитуда аномалий скорости волн выше для S-волн, чем для P-волн. Особый интерес представляет наличие крупных положительных аномалий скорости волн под Тихим, Атлантическим и Индийским океанами, как показано на (e, f). ИБМ: Идзу-Бонин-Марианас. Цитирование: Schouten, T.L.A., Gebraad, L., Noe, S. et al. Full-waveform inversion reveals diverse origins of lower mantle positive wave speed anomalies. Sci Rep 14, 26708 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-77399-2
Автор: Schouten, T.L.A., Gebraad, L., Noe, S. et al. Источник: www.nature.com

Сравнение с медицинской визуализацией здесь вполне уместно. Представьте, что десятилетиями врач изучал кровеносную систему, используя один метод диагностики. А потом появляется новый, более точный инструмент, позволяющий ему увидеть, что в неожиданном месте находится артерия, которой там, казалось бы, быть не должно. Такова и ситуация с новыми открытиями в мантии Земли.

Что же это такое?

Самым логичным объяснением для обнаруженных сгустков является то, что это фрагменты коры, «затонувшие» в мантию. Скорость распространения сейсмических волн через них сопоставима с той, что характерна для субдуцированных плит. Однако это далеко не окончательное доказательство. Не исключено, что это — реликты древнейшего вещества, из которого формировалась мантия, или же другие плотные образования, сформировавшиеся в результате иных процессов.

Разница между рассчитанными сейсмограммами для REVEAL с учетом и без учета сейсмической аномалии под Тихим океаном. (a) Нормализованная ошибка огибающей для радиальных компонент. (b) Нормализованная ошибка огибающей для вертикальных компонент. (c) Нормализованная погрешность огибающей для вертикальных компонент. (d) Ошибка фазы волны для радиальных компонент. (e) Ошибка по фазе волны для вертикальных компонент. (f) Погрешность фазы волны для поперечных компонент. Обратите внимание на явный вклад фаз волн SS и SSS в чувствительность REVEAL к скоростным аномалиям под западной частью Тихого океана (d). Цитирование: Schouten, T.L.A., Gebraad, L., Noe, S. et al. Full-waveform inversion reveals diverse origins of lower mantle positive wave speed anomalies. Sci Rep 14, 26708 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-77399-2
Автор: Schouten, T.L.A., Gebraad, L., Noe, S. et al. Источник: www.nature.com

Ученым предстоит большая работа. Необходимо проанализировать свойства материалов, образующих эти аномалии, чтобы ответить на вопрос, из чего они состоят и как они оказались в столь необычных местах. Впереди нас ждут дальнейшие исследования, которые, возможно, приоткроют завесу над тайнами строения и эволюции нашей планеты. Открытие «затонувших миров» в мантии Земли — это лишь начало нового этапа в изучении нашей планеты. И кто знает, какие ещё загадки она скрывает в своих глубинах? Одно можно сказать наверняка — Земля не перестаёт нас удивлять и мотивировать на новые открытия.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Прошлого не существует? Как квантовая механика разрешает настоящему влиять на свершившееся

Все мы воспринимаем историю как череду состоявшихся событий. Юлий Цезарь перешел Рубикон, «Титаник» столкнулся с айсбергом, а яблоко упало на голову Ньютону. В нашем макроскопическом мире событие...

Как выбрать видеокарту в 2026: что важно знать в эпоху RTX 50 и нейросетей

Помните те славные времена, когда геймеры с замиранием сердца ждали презентаций новых видеокарт? Все надеялись на чудо, на появление очередного «народного» хита, каким когда-то была легендарная GTX...

Компактный и многофункциональный. Обзор радиоприемника RETEKESS V115

Retekess V115 — это компактный автономный радиоприёмник, который может работать как от любого USB-зарядного устройства или USB-порта другого устройства (поскольку ему требуется не более...

Географическая мистификация XX века: как новозеландские шутники создали несуществующее государство Окусси-Амбено

В мире существует множество необычных историй о том, как люди создавали собственные государства. Истории эти заканчивались с разной степенью успеха. Однако случай с Окусси-Амбено выделяется даже на...

Dreame Bot L10s Plus: обзор робота-пылесоса с самоочисткой и мопами для влажной уборки

Dreame Bot L10s Plus разработан преимущественно для сухой уборки. Для этого в его распоряжении станция выгрузки мусора. Но при необходимости робот сможет мыть полы двумя салфетками (их придется...

Самокат-чемодан или чемодан-самокат? Обзор самого необычного средства передвижения, которое у меня было в путешествиях

Когда устаёшь от ходьбы или переноски тяжелого багажа в путешествии на помощь приходит необычное средство передвижения — это чемодан-самокат AOTOS L2. Компактный и, одновременно,...