Ученые-геологи с помощью сейсмических волн изучили состав нижней части мантии Земли под Тихим океаном и обнаружили нечто весьма необычное. Существуют зоны, где сейсмические волны движутся по-разному, что свидетельствует о наличии структур, которые холоднее или имеют иной состав, чем окружающие расплавленные породы. Команда описывает наличие этих структур как большую загадку.
Неясно, что это за структуры. Если бы они находились где-нибудь еще, то могли бы быть частями тектонических плит, погрузившихся в зоне субдукции. Но Тихий океан — это одна большая плита, поэтому под ней не должно быть субдукционного материала. Исследователи также не уверены в том, из какого материала состоят эти глубокие структуры и что это значит для внутренней структуры планеты.
«В этом и заключается наша дилемма. С помощью новой модели высокого разрешения мы можем видеть подобные аномалии повсюду в мантии Земли. Но мы не знаем точно, что это такое и какой материал создает обнаруженные нами закономерности», — сказал в своем заявлении Томас Схаутен, первый автор работы и докторант Геологического института ETH Zurich.
Наличие стольких холодных областей в мантии говорит о том, что, возможно, они образовались в разное время и из разных источников. Это не просто плиты субдукции, образовавшиеся за последние 200 миллионов лет.
«Мы считаем, что аномалии в нижней мантии имеют разное происхождение», — объясняет Схаутен. «Это может быть либо древний, богатый кремнеземом материал, который находился там с момента формирования мантии около 4 миллиардов лет назад и сохранился, несмотря на конвективные движения в мантии, либо зоны, где богатые железом породы накапливаются в результате этих движений мантии в течение миллиардов лет».
Требуется дополнительная работа. Команда использует всего одно свойство волн — их скорость — для того, чтобы выяснить многое из того, что происходит под нашими ногами. Даже имея фантастические модели, трудно вычислить все на основе только этого. Мы не можем вскрыть Землю и увидеть, что находится внутри.
«Мы должны рассчитать различные параметры материала, которые могут генерировать наблюдаемые скорости различных типов волн. По сути, мы должны глубже погрузиться в свойства материала, лежащие в основе скорости волн», — объясняет Схаутен.