На кладовищі тектонічних плит Землі виявлено цікаву знахідку: доведеться оновити підручники (фото)

Історія Землі налічує понад 4,5 мільярда років, і за цей час планета зазнала безліч візуальних змін. Протягом століть вчені намагаються досліджувати надра Землі, використовуючи всі можливі технології. Провідна теорія припускає, що у нашої планети є швидко рухома та добре перемішана мантія, але тепер ця теорія може бути переглянута, пише Popular Science.

У новому дослідженні команда з Утрехтського університету в Нідерландах вивчила пару затонулених "засмучених" геологічних островів, розміром з континент і розташованих усередині кладовища тектонічних плит Землі на глибині близько 549 метрів під поверхнею планети.

Дослідження вчених ґрунтується на тонах, що генеруються під час великих землетрусів, які змушують Землю вібрувати як гігантський дзвін. Вчені вивчають внутрішню частину планети, аналізуючи акустичні сигнатури цих коливань. Експерти також можуть потім ідентифікувати аномалії на основі того, чи перебувають регіони в нестійкому стані або їхня гучність затихає.

Більше чверті століття тому вчені виявили, що деякі з їхніх глибоких земних реверберацій вказують на існування двох підземних "суперконтинентів" на сотні кілометрів під Африкою та Тихим океаном. Тоді вчені не були впевнені, чи є ці утворення, розташовані поблизу межі мантії та ядра, тимчасовими або існують вже мільйони, а то й мільярди років.

За словами співавтора дослідження, сейсмолога Арвена Деусса, ці два острови насправді оточені кладовищем тектонічних плит, які були переміщені в надра планети в результаті субдукції. Варто зазначити, що під час цього процесу тектонічна плита зсувається під іншу, змушуючи її опускатися.

Два субконтиненти, а також будь-які інші області, що викликають сповільнення сейсмічних хвиль, відомі як Великі провінції з низькою сейсмічною швидкістю, або LLSVP. Дослідники зазначають, що однією з основних причин, чому відбувається акустичне сповільнення, є вища температура LLSVP у порівнянні з навколишнім середовищем.

У ході нового дослідження вчені зосередилися на здатності LLSVP "гасити" сейсмічні хвилі — змушуючи їх втрачати енергію. Команда також приділила особливу увагу тому, де тони сейсмічних хвиль ставали засмученими, а також на тому, наскільки гучними або тихими вони ставали під час своєї подорожі надрами планети.

За словами іншого співавтора дослідження, Суджани Талавера-Сози, всупереч очікуванням їхніх колег, вчені виявили незначне затухання LLSVP, через що тони звучали в цих областях дуже гучно. Водночас вчені виявили велике затухання в кладовищі тектонічних плит — тут тони звучали надзвичайно тихо.

Результати, отримані вченими, контрастували з даними, отриманими з верхньої мантії Землі. Ці дані виглядали так, як і очікувалося: хвилі затухали через вищі температури. Вчені порівнюють різницю з пробіжкою в спекотну чи холодну погоду: у спекотні дні бігуни, як правило, сповільнюються, а в прохолодні — навпаки.

Далі вчені вивчили мінеральний склад LLSVP, включаючи і окремі розміри зерен. Результати дослідження вказують на те, що розмір зерен виявився "набагато важливішим". Варто зазначити, що кладовища тектонічних плит складаються з дрібних зерен, що утворилися після кристалізації мінералів під час кожного спуску формації вглиб планети.

Менші зерна означають значно більшу їх кількість, а також більше число крихітних проміжків між ними. Будь-які акустичні хвилі, що проходять через ці утворення, втрачають енергію при проходженні через численні межі зерен, що призводить до більшого затухання. Але оскільки два LLSVP давали дуже мало затухання, їхні розміри зерен мають бути значно більшими.

Автори дослідження зазначають, що більший розмір зерен також вказує на те, що ці LLSVP, імовірно, набагато старші, ніж вважалося раніше. Команда вважає, що їм не менше 500 мільйонів років, а, можливо, і більше 1 мільярда. Результати також вказують на те, що ці мінеральні зерна значно більш жорсткі, що дозволяє їм протистояти потоку мантії Землі, відомому як конвекція мантії.

Цікаво, що ці відкриття суперечать описам дуже рідкої та добре перемішаної мантії, які зустрічаються в більшості підручників. Така потенційно велика сейсмологічна ревізія виходить далеко за межі складу, віку або руху LLSVP. Вчені вважають, що розуміння того, як ці масивні утворення збільшуються в розмірах і взаємодіють з навколишнім середовищем, допомагає краще пролити світло на планетарну еволюцію Землі. Це також важливо в контексті внутрішньої роботи і гір.