Исследование, проведенное под руководством Университета Алабамы, ранее рассматривалось лишь в виде намеков, однако оно показывает, что древнее океанское дно могло охватывать всю границу ядра и мантии. Если новые данные, полученные в результате изучения землетрясений, верны, нам нужно будет добавить еще один слой к нашему пониманию Земли. Этот слой, который прекрасно вписывается между мантией Земли и внешним ядром, считается древним океанским дном, которое теперь воссоздает наш взгляд на границу ядра и мантии.
В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, под руководством группы из Университета Алабамы, Университета штата Аризона и Университета Лидса, исследователи четыре раза ездили в Антарктиду, чтобы собрать сейсмические данные за три года с 15 сетевых станций, расположенных на континенте. Эти данные позволили им составить карту сейсмических волн, вызванных землетрясениями, и создать новое изображение недр Земли с высоким разрешением.
Структура Земли. Вестник Отделения наук о Земле РАН
Чтобы добыть данные, исследователи буквально спустились под землю. Зарытые станции в Антарктиде впервые в истории предоставили возможность увидеть мантию Земли в южном полушарии с высоким разрешением. Используя сейсмические волны, созданные землетрясениями в течение трех лет, исследователи обнаружили в данных «неожиданную энергию».
Они обнаружили, что геологические формы, которые ранее считались лишь отдельными образованиями, вероятно, полностью охватывают Землю, образуя совершенно новый слой.
«Сейсмические исследования, такие как наши, обеспечивают высочайшее разрешение изображений внутренней структуры нашей планеты, и мы обнаруживаем, что эта структура намного сложнее, чем когда-то считалось», — говорит в пресс-релизе Саманта Хансен, профессор геологических наук в Алабаме и ведущий автор исследования. «Наше исследование выявляет важные связи между поверхностной и глубокой структурой Земли и общими процессами, движущими нашу планету».
Изображения показывают, что между мантией и расплавленным и металлическим слоем внешнего ядра находится «плотное, но, кажется, затонувшее дно океана». Это было замечено в предыдущих исследованиях, но считалось лишь изолированным явлением. Исследователи говорят, что это древнее дно океана, известное как зона сверхнизкой скорости, нечто гораздо более плотное, чем окружающая мантия, покрывает всю границу ядра и мантии и, вероятно, сползло глубже под землю, когда плиты Земли сместились.
Уникальные сейсмические данные показали то, что они называют тонким слоем переменной толщины, толщина которого может варьироваться от трех миль до более 25 миль. «Это говорит о том, — говорит Эдвард Гарнеро из Университета штата Аризона в пресс-релизе, — что мы видим горы на ядре, в некоторых местах в пять раз выше Эвереста».
Тем не менее, зону сверхнизкой скорости лучше всего описать как древнее океанское дно, которое затонуло. «Океанский материал переносится во внутренние части планеты, где встречаются две тектонические плиты, и одна ныряет под другую, известные как зоны субдукции», — говорят исследователи. «Накопления субдуцированного океанического материала собираются вдоль границы ядро-мантия и выталкиваются медленно текущей породой в мантии в течение геологического времени».
Еще один интригующий момент в исследовании заключается в том, что расположение расплавленного слоя Земли под этим недавно обнаруженным океаническим дном означает, что подземные горы могут играть ключевую роль в определении скорости выхода тепла из ядра.
