Древние остатки тектонических плит найдены глубоко в мантии Земли

Исследователи обнаружили затонувшие остатки древних тектонических плит, спрятанные в глубине земной мантии. Эти останки были найдены под центром других континентальных плит, далеко от границ тектонических плит, согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Scientific Reports.

Фото: ETH Zurich by Sebastian Noe, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/

Компьютерная модель визуализации материала в нижней мантии

Неожиданное местонахождение плит

Одну из таких скрытых плит удалось обнаружить под западной частью Тихого океана. Однако, в этом регионе нет признаков субдукции — процесса, при котором одна тектоническая плита погружается под другую в местах их схода. Ранее подобные останки находили только в зонах субдукции, что делает данное открытие удивительным и неожиданным.

Соавтор исследования Андреас Фихтнер, профессор сейсмологии и физики волн из ETH Zurich, сравнил открытие с использованием нового инструмента для диагностики:

"Это как если бы врач, много лет использовавший ультразвук для исследования артерий, внезапно получил новое устройство и обнаружил артерию в неожиданном месте. Именно так мы себя чувствуем с этим открытием," — сказал он.

Это стало возможным благодаря высокоразрешающему моделированию внутренних слоев Земли, основанному на анализе сейсмических волн от землетрясений.

Из чего состоит Земля?

Земля состоит из нескольких слоёв с уникальными свойствами и составом:

• Кора — самый внешний слой, толщиной от 15 до 70 км.
• Мантия — полутвёрдый слой толщиной около 2 900 км, температура которого варьируется от 1 000 до 3 700°C.
• Внешнее ядро — жидкий слой из расплавленного железа и никеля толщиной около 2 200 км с температурами от 4 500 до 5 500°C.
• Внутреннее ядро — твёрдое железо-никелевое ядро радиусом около 1 200 км, температура которого сравнима с поверхностью Солнца.

Сейсмические волны, проходя через разные слои Земли, отражаются и преломляются в зависимости от плотности и состава материалов. Это позволяет учёным изучать внутреннее строение планеты.

Что озадачило учёных?

Исследователи пока не уверены, из чего состоят обнаруженные аномалии или как именно плиты оказались на своём месте, учитывая отсутствие поблизости зон субдукции.

"Это наша дилемма. С помощью нового высокоразрешающего метода мы видим такие аномалии везде в мантии Земли, но точно не знаем, что это за материал и как он создаёт наблюдаемые паттерны," — отметил соавтор исследования Томас Схаутен.

Ученые предполагают, что эти материалы могут быть древними остатками, сохранившимися с момента формирования мантии около 4 миллиардов лет назад, или результатом накопления железосодержащих пород в результате движений мантии.

Будущие исследования

Исследователи надеются, что с помощью более точных моделей они смогут глубже понять состав и происхождение этих аномалий. Современные методы позволяют определить только скорость распространения волн, но для полного понимания необходимы данные о материальных свойствах.

"Мы должны изучить параметры материалов, которые могли бы объяснить наблюдаемые скорости волн. Это шаг к более глубокому пониманию свойств мантии Земли," — добавил Схаутен.