У глибинах землі науковці відкрили дві величезні структури, розміром із континенти, вік яких, можливо, перевищує півмільярда років. Ці таємничі утворення, названі “островами”, приховані під поверхнею на глибині близько 2000 кілометрів, повідомляє Earth.
Згідно з дослідженням вчених з Утрехтського університету, опублікованим у журналі Nature, ці структури мають температуру, що значно перевищує температуру навколишньої мантії. Їхні незвичайні фізичні властивості ставлять під сумнів традиційні уявлення про будову Землі.
Ці масивні ділянки розташовані глибоко в мантії: одна під Африкою, інша — під Тихим океаном. Їхня висота становить приблизно 1000 кілометрів, що більше ніж у 100 разів перевищує висоту Евересту, найвищої гори світу.
У статті зазначається, що ці структури були виявлені вперше наприкінці XX століття під час аналізу сейсмічних хвиль. Коли відбуваються сильні землетруси, Земля коливалася, немов дзвін. Це коливання дозволяє сейсмологам досліджувати будову надр планети.
Вчені виявили аномалії, які сьогодні відомі як великі області з низькою швидкістю сейсмічних хвиль (Large Low Seismic Velocity Provinces, або LLSVPs). У цих регіонах сейсмічні хвилі рухаються повільніше через високу температуру матеріалів.
“Кладовище” тектонічних плит
Навколо цих таємничих “островів” знаходяться так звані “кладовища” тектонічних плит — холодні регіони, сформовані плитами земної кори, що занурилися в мантію через процес субдукції, коли одна плита опускається під іншу.
Занурені плити поступово охолоджуються і накопичуються в глибинах мантії, тому вони значно холодніші від навколишнього середовища.
Неочікувані результати дослідження
Для вивчення природи цих структур науковці використали нові методи аналізу сейсмічних хвиль. Вони вимірювали не тільки швидкість їхнього поширення, але й ступінь затухання, тобто скільки енергії хвиля втрачає під час проходження через матеріал.
Результати виявилися несподіваними. Вчені з’ясували, що в LLSVPs сейсмічні хвилі практично не втрачають енергії, незважаючи на те, що ці області гарячіші за навколишню мантію. Натомість значне затухання спостерігалося у холодних “кладовищах” тектонічних плит.
На думку дослідників, це свідчить про те, що структура матеріалу в цих регіонах суттєво відрізняється.
Роль мінеральних зерен
Одним із важливих факторів цього явища може бути розмір мінеральних зерен у породах. У холодних занурених плитах мінерали перекристалізуються в дрібні зерна. Внаслідок цього сейсмічні хвилі, проходячи через численні межі між зернами, втрачають значну частину енергії. У загадкових “островах” зерна, ймовірно, набагато більші, що дозволяє хвилям проходити через них практично без втрат.
Вчені вважають, що це також може пояснити їх надзвичайний вік. Оскільки мінеральні зерна зростають дуже повільно, утворення таких структур могло зайняти сотні мільйонів років.
В матеріалі зазначається, що отримані дані вказують на те, що ці області не беруть участі у конвекційних процесах мантії, тобто русі гарячого матеріалу, що зазвичай перміжується в ній.
Натомість вони залишаються відносно стабільними протягом тривалих періодів, тоді як навколишня мантія постійно змінюється через рух тектонічних плит.
Чому це важливо
Вчені підкреслюють, що це відкриття може докорінно змінити наші уявлення про еволюцію Землі.
Мантія є ключовим компонентом процесів, що відбуваються на поверхні планети, таких як формування гір і виникнення вулканів. Вважається, що так звані мантійні плюми – потоки гарячого матеріалу, які підіймаються з глибин, формуються саме на краях цих структур.
Ці плюми можуть бути причиною потужної вулканічної активності, наприклад, на Гавайських островах.
Як вчені досліджують глибини планети
Для вивчення таких глибоких регіонів сейсмологи аналізують дані про потужні землетруси. Особливо цінними є землетруси, що відбуваються на великих глибинах.
Наприклад, землетрус у Болівії 1994 року стався на глибині приблизно 650 кілометрів. Незважаючи на свою силу, він не завдав шкоди на поверхні, тому залишився поза увагою ЗМІ. Проте для науки цей випадок став важливим джерелом інформації.
Завдяки мережам сейсмометрів, які почали збирати дані ще з 1970-х років, науковці можуть аналізувати навіть старі землетруси та отримувати нову інформацію про будову Землі.
Дослідники вважають, що подальше вивчення цих величезних “островів” допоможе краще зрозуміти, як працює внутрішній “двигун” нашої планети і який вплив він має на процеси на її поверхні.
