Геологи пытаются понять, откуда внутри Земли взялись две огромные «капли»
Внутренняя структура Земли неоднородна. Глубоко в ее толстом среднем слое, в мантии, находятся два колоссальных сгустка термохимического материала. Ученые до сих пор не знают, откуда взялись обе огромные структуры или почему они такие разные. Новый набор компьютерных геодинамических моделей подсказывает ответы.
Загадочные скрытые резервуары расположены на противоположных сторонах земного шара — под Африканским континентом и под Тихим океаном. Судя по глубинному распространению сейсмических волн, сгусток под Африкой более чем в два раза выше. Создав сотни симуляций, авторы нового исследования пришли к выводу, что образование под африканским континентом намного выше, потому что менее плотное и стабильное.
Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience, кратко о результатах рассказывает Science Alert.
«Высота пузырей в основном определяется их плотностью и вязкостью окружающей мантии», — объясняет геолог Цянь Юань из Университета штата Аризона.
Одним из главных слоев внутри Земли является горячая и слегка липкая масса — мантия. Этот огромный слой силикатной породы находится между ядром нашей планеты и корой. Хотя мантия твердая, если оценивать в масштабе миллионов лет, она ведет себя скорее как смола. Со временем столбы горячей магмы постепенно поднимаются сквозь мантию и, как считается, способствуют вулканической активности на поверхности планеты. Таким образом, понимание того, что происходит в мантии, является важной задачей геологии.
Тихоокеанская и африканская «капли» были обнаружены в 1980-х годах. Их называют большими областями с низкой скоростью сдвига. Исследование, о котором идет речь, показало, что африканская «капля» простирается примерно на 1000 км выше тихоокеанской. Эта огромная разница в высоте предполагает, что капли имеют разный состав. Однако неясно, как это влияет на окружающую мантию.
Возможно, менее стабильная природа африканской «капли» может объяснить, почему в некоторых регионах континента наблюдается такой интенсивный вулканизм. Это также может повлиять на движение тектонических плит, плавающих на мантии.
Различную структуру тихоокеанской и африканской областей также можно объяснить их происхождением. Ученые до сих пор не знают, откуда взялись эти «капли», но есть две основные теории. Согласно первой, «капли» состоят из остатков тектонических плит, которые заползают в мантию и постепенно опускаются, способствуя образованию загадочных структур. Другая теория говорит о том, что образования — остатки древнего столкновения Земли и протопланеты Тея.
Теории не исключают друг друга. Например, возможно, Тея вложила больше лишь в одну из «капель». Это может быть одной из причин, почему они выглядят так по-разному.
«Сочетание анализа результатов сейсморазведки и геодинамического моделирования позволяет по-новому взглянуть на природу крупнейших структур в недрах Земли и их взаимодействие с окружающей мантией», — говорит Юань.
