Вы же в курсе, что такое компьютерная томография? Теперь подобную процедуру сделали планете. И зондирование зашло глубже, чем раньше.
Автор материала - наш подписчик Глеб Комаров.
Что сделали
Внутренние оболочки Земли неоднородны. О мантии, внутреннем и внешнем ядре знает и школьник, из курса природоведения. О плюмах — любитель фильмов про взбунтовавшуюся природу. А про зоны низкой скорости сейсмоволн знает не каждый геолог.
Международная команда исследователей применила современные методы обработки сейсмоданных и смогла построить достаточно подробную 3 d модель нижней мантии. Ранее аналогичные модели были построены для верхней мантии, но более горячая и плотная "соседка" снизу долгое время не поддавалась описанию.
А ведь именно в этом месте заканчивают свой путь океанические плиты. Здесь они совершают харакири обряд субдукции и медленно растворяются. Так они питают вулканы, создают месторождения полезных ископаемых, окисляют вещество мантии и помогают формироваться алмазам. В общем, многофункциональные ребята. И теперь их последний приют найден и описан. Пока не очень детально. Но лиха беда начало.
Как сделали
В мире каждый день происходят тысячи землетрясений. Практически все из них слишком слабы, чтобы быть замеченными обычными людьми, а подавляющее число из оставшихся не наносят никакого значимого урона. Но каждое из них возбуждает колебания в планете, которая звенит, словно огромный колокол. Изучая, как и куда распространяются эти волны, можно узнать, насколько хорошо он отлит.
Спойлер: отлит плохо, много неоднородностей и чистого звона не будет.
Раньше анализ распространения сейсмоволн проводили только для мощных сигналов от самых крупных землетрясений. Они хорошо выделялись над фоновым треском коры и позволяли использовать простые алгоритмы и небольшие компьютеры. Сегодня же, используя суперкомпьютеры, можно анализировать и сам треск.
Именно на основе его анализа исследователи и смогли построить свои томограммы новых глубин нашей планеты.
В чем сложность
На самом деле их много. Из самых фундаментальных — мы точно не знаем всех свойств вещества при таких температурах и давлениях. Практически все минералы, знакомые нам по атласам и полевым выходам так или иначе изменяются там. Часть из них просто меняют свою кристаллическую решетку, часть начинают формировать другие минералы, не существующие на поверхности Земли. Эксперименты на прессах частично позволяют описать происходящее, но не дают гарантий учета всех возможных взаимодействий. Дополнительного перца процессу добавляет то, что сейсмоволны имеют большую длину волны (а значит — пространственное разрешение сильно ограниченно), а обратная полевая задача (то есть восстановление структуры вещества, через которое распространяется волна) не имеет строгого решения. Потому и нужен суперкомпьютер и опорная модель. Но даже они не всесильны.
Что в итоге
В результате проведенной работы международная группа исследователей смогла построить самую точную карту распределения температур и плотностей вещества в нижней мантии. Несмотря на отсутствие прямой пользы (добуриться туда человечество не сможет, вероятно, никогда) эта работа позволяет чуть лучше понять строение областей, где умирают плиты, рождаются алмазы и назревают мантийные плюмы. А, значит, о том, что под городом N назревают новые Сибирские Траппы, мы узнаем не при начале формирования пучности коры, а немного заранее.