Тайна глубин Тихого океана: загадочные структуры в мантии Земли

В глубинах Тихого океана, там, где царит вечная тьма и колоссальное давление, ученые обнаружили нечто необычное. Используя данные о землетрясениях – своеобразные “рентгеновские снимки” нашей планеты, – геофизики исследовали нижнюю часть мантии Земли и наткнулись на загадочные структуры. Эти зоны отличаются от окружающей среды тем, как через них проходят сейсмические волны. Волны словно меняют свой шаг, наталкиваясь на невидимое препятствие, что говорит о том, что эти структуры либо холоднее, либо имеют иной состав, чем окружающие расплавленные породы. Открытие поставило перед учеными множество вопросов.

Самое интригующее – природа этих аномалий. Если бы подобные структуры были найдены в других местах, их можно было бы объяснить остатками тектонических плит, погрузившихся в мантию в зонах субдукции – местах, где одна плита подныривает под другую. Однако Тихий океан – это одна гигантская плита, под которой не должно быть субдукционного материала. Ученые теряются в догадках: из чего состоят эти глубинные образования и как их существование влияет на внутреннюю структуру нашей планеты? Это как найти деталь пазла, которая не подходит ни к одной из известных частей.

Томас Схаутен, ведущий автор исследования из Геологического института ETH Zurich, признается, что перед ними стоит дилемма. Новая, более детальная модель, построенная на основе данных о землетрясениях, показывает подобные аномалии по всей мантии Земли, а не только под Тихим океаном. Но их происхождение остается загадкой. Возможно, это древний, богатый кремнием материал, своего рода “первозданная материя”, сохранившийся с момента формирования мантии около 4 миллиардов лет назад и каким-то образом переживший постоянные конвективные движения в мантии – медленное, но непрерывное перемешивание раскаленных пород. Другая версия – это зоны накопления богатых железом пород, образовавшиеся в результате этих же движений за миллиарды лет, подобно тому, как река намывает золотоносный песок.

Чтобы разгадать эту тайну, ученым предстоит провести дополнительные исследования. Сейчас они анализируют только одну характеристику сейсмических волн – их скорость. Но даже самые совершенные компьютерные модели, основанные лишь на данных о скорости волн, не дают полной картины происходящего в недрах Земли. Необходимо глубже изучить свойства материалов, влияющие на скорость волн, – их плотность, температуру, состав – чтобы понять, что же скрывается в глубинах Тихого океана. Предстоит кропотливая работа, подобная расшифровке древнего манускрипта, чтобы раскрыть все секреты этой геологической головоломки.

Статья, описывающая эти результаты, опубликована в журнале Scientific Reports.