По данным отчетов Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Калифорнийского технологического института, геофизики обнаружили доказательства существования таинственного «затерянного мира» под западной частью Тихого океана с помощью новой технологии сейсмической визуализации, что ставит под сомнение существующие модели внутреннего строения Земли и поднимает интригующие вопросы о геологической истории нашей планеты.
Таинственные остатки зоны субдукции
Недавние исследования сейсмической визуализации выявили неожиданные остатки древних зон субдукции в мантии Тихого океана, бросая вызов традиционному пониманию тектоники плит. Исследователи обнаружили загадочные зоны мантии, которые, по-видимому, представляют собой холодный субдуцированный материал плит в местах, где не было недавней тектонической активности. Эти аномалии могут представлять собой некоторые из древнейших сохранившихся остатков мантии Земли, потенциально датируемые 4 миллиардами лет, или скопления богатых железом пород, образовавшихся за миллиарды лет конвекции мантии. Открытие этих древних остатков зоны субдукции помогает объяснить загадочный разрыв в провинции Large Low Shear Velocity Province (LLSVP) под Тихим океаном. Ученые полагают, что когда древняя тектоническая плита, возможно, Phoenix Plate, погрузилась в мантию, она разделила восточную часть Pacific LLSVP, предлагая новые идеи о динамических процессах, формирующих глубокие недра Земли. Это открытие не только дает возможность заглянуть в геологическое прошлое Земли, но и демонстрирует мощь современных методов сейсмической визуализации в раскрытии тайн структуры нашей планеты.
Древний богатый кремнием материал мантии
Открытие древнего богатого кремнеземом мантийного материала под Тихим океаном дает представление о геологической истории Земли и процессах, которые сформировали ее кору. Мантийные породы, как правило, ультрамафические, с высоким содержанием железа и магния, но относительно низким содержанием кремнезема. Однако частичное плавление этих пород может привести к образованию магм с более высоким содержанием кремнезема, поскольку богатые кремнеземом минералы плавятся первыми. Этот процесс объясняет обилие кремния в земной коре по сравнению с мантией. Доказательства наличия этого древнего материала, богатого кремнием, были обнаружены в различных местах, включая кратон Пилбара в Западной Австралии, где архейские метаосадочные породы демонстрируют обширное окремнение. Это говорит о том, что ранние условия на Земле характеризовались высокими температурами поверхности и уровнями углекислого газа. Наличие этих богатых кремнием остатков в переходной зоне мантии, примерно на глубине от 410 до 660 километров под дном океана, указывает на то, что древние тектонические плиты, погруженные миллионы лет назад, продолжают влиять на структуру и динамику мантии.
Метод инверсии полной формы волны
Открытие «затерянного мира» под Тихим океаном стало возможным благодаря передовой технологии сейсмической визуализации, называемой инверсией полной формы волны (FWI). В отличие от традиционных методов, которые опираются на один тип сейсмической волны, FWI анализирует все типы сейсмических волн одновременно, предоставляя более полную и подробную картину недр Земли. Этот вычислительно интенсивный процесс, выполняемый на суперкомпьютере Piz Daint в Лугано, позволяет исследователям создавать высокоточные модели подповерхностной скорости, поглощения и отражательной способности. FWI работает за счет минимизации разницы между наблюдаемыми и смоделированными сейсмическими волновыми формами, эффективно используя как первичные, так и множественные волновые поля. Этот подход позволяет ученым обнаруживать тонкие изменения в структуре Земли, которые ранее были не обнаружимы, например, остатки зон субдукции в неожиданных местах. Способность метода обеспечивать превосходное качество изображений в сложных геологических условиях, включая подсолевые и подсолевые среды, делает его мощным инструментом как для научных исследований, так и для применения в нефтегазовой промышленности.