На кладбище тектонических плит Земли обнаружено нечто удивительное: учебники придется обновить (фото).

История Земли охватывает более 4,5 миллиарда лет, и за это время планета претерпела множество изменений. На протяжении многих веков ученые исследуют недра Земли, применяя различные технологии. Основная теория предполагает наличие быстро движущейся и однородной мантии, однако теперь она может быть пересмотрена, как сообщает Popular Science.

В новом исследовании команда из Утрехтского университета в Нидерландах проанализировала пару затонувших "расстроенных" геологических островов, размеры которых сопоставимы с континентами, находящихся на глубине около 549 метров под земной поверхностью, в районе кладбища тектонических плит.

Работа ученых основана на тонах, создаваемых во время крупных землетрясений, которые заставляют Землю вибрировать, как гигантский колокол. Исследователи анализируют внутренние процессы планеты, изучая акустические сигнатуры этих колебаний. Эксперты также могут идентифицировать аномалии, основываясь на том, находятся ли регионы в неустойчивом состоянии или их громкость уменьшается.

Более 25 лет назад ученые заметили, что некоторые из глубоких земных ревибраций указывают на наличие двух подземных "суперконтинентов" на глубине сотен километров под Африкой и Тихим океаном. Тогда исследователи не были уверены, являются ли эти образования, находящиеся близ границы мантии и ядра, временными или существуют на протяжении миллионов, а возможно, и миллиардов лет.

По словам соавтора исследования, сейсмолога Арвена Деусса, эти два острова фактически окружены кладбищем тектонических плит, которые были перемещены вглубь планеты через процесс субдукции. Во время этого процесса одна тектоническая плита опускается под другую.

Два субконтинента и любые другие области, которые вызывают замедление сейсмических волн, известны как Большие провинции с низкой сейсмической скоростью (LLSVP). Исследователи подчеркивают, что одна из основных причин акустического замедления заключается в более высокой температуре LLSVP по сравнению с окружающей средой.

В ходе нового исследования ученые сосредоточились на способности LLSVP "гасить" сейсмические волны, заставляя их терять энергию. Команда также внимательно изучила места, где тоны сейсмических волн становились расстроенными, а также то, насколько громкими или тихими они были во время своего пути через недра планеты.

По словам другого соавтора исследования, Суджании Талавера-Соза, вопреки ожиданиям, ученые обнаружили небольшое затухание LLSVP, в результате чего тоны звучали в этих областях очень громко. В то же время они заметили значительное затухание в кладбище тектонических плит, где тоны звучали крайне тихо.

Полученные результаты контрастировали с данными, полученными из верхней мантии Земли, которые соответствовали ожиданиям: волны затухали из-за более высоких температур. Ученые сравнивают эту разницу с бегом в жару или холод: в жаркую погоду бегуны, как правило, замедляются, а в прохладную — наоборот.

Далее исследователи изучили минеральный состав LLSVP, включая размер зерен. Результаты показывают, что размер зерен оказался "значительно важнее". Следует отметить, что кладбища тектонических плит состоят из мелких зерен, образующихся после кристаллизации минералов в процессе их погружения вглубь планеты.

Меньшие зерна означают их большее количество и большее количество крошечных пустот между ними. Акустические волны, проходящие через эти образования, теряют энергию при пересечении множества границ зерен, что приводит к большему затуханию. Однако в случае двух LLSVP наблюдается очень небольшое затухание, что указывает на то, что их размеры зерен должны быть значительно больше.

Авторы исследования подчеркивают, что больший размер зерен также свидетельствует о том, что эти LLSVP, вероятно, гораздо старше, чем считалось ранее. Команда считает, что им не менее 500 миллионов лет, а, возможно, даже более 1 миллиарда. Результаты также указывают на то, что эти минеральные зерна гораздо более жесткие, что позволяет им противостоять потоку мантии Земли, известному как конвекция мантии.

Интересно, что эти открытия противоречат описаниям очень жидкой и хорошо перемешанной мантии, которые встречаются в большинстве учебников. Эта потенциально масштабная сейсмологическая ревизия выходит далеко за пределы состава, возраста или движения LLSVP. Ученые полагают, что понимание того, как эти массивные образования растут и взаимодействуют с окружающей средой, может значительно улучшить наше понимание планетарной эволюции Земли. Это также имеет важное значение для изучения внутреннего строения и гор.