Новое исследование ученых из Университета Юты показывает, что загадочные зоны сверхнизких скоростей в мантии Земли на удивление многослойны. Моделирование показало, что они содержат свидетельства формирования ядра планеты.
Исследователи нашли в мантии Земли зоны сверхнизких скоростей. Их состав может многое рассказать об истории формирования нашей планеты
Если посмотреть, как устроена внутренняя часть Земли, то можно увидеть нечто похожее на слоеный пирог. Мы живем на земной коре — тонком слое твердой породы. Между корой и железо-никелевым ядром в центре планеты находится мантия. Это не океан лавы — мантия больше похожа на твердую породу, но она горячая и обладает способностью двигаться, что обуславливает движение тектонических плит.
Как мы можем иметь хоть какое-то представление о том, что происходит в мантии и ядре? Ответ один: сейсмические волны. Когда волны проходят по Земле после землетрясения, ученые на поверхности могут измерить, как и когда они достигают станций мониторинга по всему миру. Исходя из этих измерений можно рассчитать, как волны отражаются и отклоняются структурами внутри Земли, например, слоями различной плотности. Вот как мы знаем, где находятся границы между корой, мантией и ядром, и частично знаем их состав.
Зоны сверхнизких скоростей расположены на дне мантии, поверх внешнего ядра из жидкого металла. В этих районах сейсмические волны замедляются вдвое, а плотность увеличивается на треть. Ученые изначально думали, что эти зоны были областями, где мантия частично расплавилась, и могли быть источником магмы для так называемых «горячих точек» вулканических регионов, таких как Исландия.
Но большинство зон сверхнизких скоростей расположены не под горячими точками, а значит эта теория не описывает все в полной мере. Поэтому авторы новой работы приступили к изучению альтернативной гипотезы: зоны сверхнизких скоростей могут быть областями, состоящими из пород, отличных от пород остальной части мантии, а их состав может сказать многое о структуре породы на ранней Земле.
Ученые создали модель, работающую на основе подхода байесовской инверсии и получили неоднозначные результаты. Они показывают, что некоторые зоны сверхнизких скоростей действительно могут содержать в себе породы ранней Земли, но другие точки могут иметь другое происхождение. В любом случае, расставить все точки над «и» в этом вопросе только предстоит.