Под восточной частью Омана был замечен таинственный «призрачный шлейф». Выходящий из ядра Земли, этот горячий столб мягкой породы выталкивается вверх с глубины 660 км под поверхностью планеты.
До сих пор призрачный шлейф был скрыт, потому что он не прорвался сквозь поверхность, чтобы образовать вулканы. Но в исследовании ученые доказали, что «призрачный шлейф» существует, изучив, как он замедляет проходящие волны землетрясений.
Поскольку волны движутся медленнее через горячую, мягкую породу, это ключевой признак того, что под поверхностью скрывается шлейф.
Показав, что существует один призрачный столб, исследователи говорят, что их может быть гораздо больше, ожидающих своего обнаружения по всему миру.
Тревожно, что это может означать, что ядро Земли теряет тепло быстрее, чем ученые считали ранее.
Ведущий автор научной стать, доктор Симона Пилия из университета нефти, инженерии и наук о Земле имени короля Фахда в Саудовской Аравии, пояснила журналистам: «Это напоминание о том, что тишина на поверхности не означает, что мантия спокойна».
Призрачные плюмы — это тип мантийных плюмов, столбов горячей породы, которые образуются, когда тепло поднимается от границы внешнего ядра Земли, примерно в 1800 милях (2890 км) под поверхностью.
Обычно их легко обнаружить, потому что они вызывают большую вулканическую активность на поверхности, когда расплавленная порода выталкивается вверх.
Доктор Пилия говорит: «Призрачный плюм — это мантийный плюм, который не производит наблюдаемого поверхностного вулканизма, что делает его по сути «невидимым» для традиционных геологических наблюдений».
Хотя в Омане нет вулканов, доктор Пилия заметил, что сейсмические волны от землетрясений замедляются по мере прохождения через эту область.
Анализируя то, как эти волны деформировались, доктор Пилия, который назвал эту особенность «Дани» в честь своего сына, понял, что под землей может быть спрятан цилиндр горячей породы.
Доктор Пилия и его соавторы использовали геологические данные и компьютерное моделирование, чтобы показать, как наличие мантийного плюма согласуется с тем, что геологи уже знают об этой области.
В совокупности эти данные создали веские доказательства того, что под землей скрывается неуловимый призрачный плюм.
Доктор Пилия говорит: «Несмотря на отсутствие поверхностной вулканической активности, все глубинные сигналы плюма присутствуют».
На основании этих данных можно сделать вывод, что плюм, скорее всего, представляет собой цилиндр диаметром около 125–185 миль (200–300 км) и простирается на глубину не менее 410 миль (660 км).
Породы внутри плюма на 300 °C (540 °F) горячее окружающей мантии.
Хотя эти породы чрезвычайно горячие, исследователи говорят, что плюм не вызывает вулканической активности из-за «крышки» породы у поверхности.
В отличие от многих других плюмов, этот слой породы толщиной 60 миль (100 км) не дает плюму расплавиться и выйти на поверхность.
Доктор Пилия говорит: «Даже если плюм горячий — а наши данные говорят об этом — давление на этих глубинах очень затрудняет образование расплава и его выход на поверхность. Таким образом, плюм существует, но по сути он заперт».
К счастью для жителей Омана, доктор Пилия говорит, что это означает, что шлейф «крайне маловероятно» вызовет какую-либо вулканическую активность в обозримом будущем.
Согласно моделированию, шлейф существует уже не менее 40 миллионов лет, и за это время он повлиял на дрейф Индийской континентальной плиты.
Шлейф также может объяснить, почему части Омана продолжают подниматься даже после того, как тектоническое сжатие, процесс, сжимающий земную кору, прекратилось.
Самое важное, что это открытие также предполагает, что может быть много других призрачных плюмов, ожидающих своего открытия, особенно под областями с толстыми скальными шапками.
Это означало бы, что из ядра Земли уходит больше тепла, чем исследователи считали ранее, что может иметь большие последствия для изучения внутренних слоев Земли.
Мантийные плюмы играют ключевую роль в том, как Земля распределяет тепло и давление глубоко под поверхностью.
Исследования показали, что они тесно связаны с тектоникой плит, магнитным полем планеты и даже эволюцией жизни на Земле.
Доктор Пилия говорит, что «вероятно» существует ещё много призрачных шлейфов по всему миру, но они могут быть небольшими и их трудно обнаружить без специальных сетей сейсмических детекторов.
«Что выделяет шлейф Дани, так это то, что у нас были как раз нужные данные в нужном месте, чтобы наконец-то его увидеть. Это напоминание о том, что тишина поверхности не означает, что мантия спокойна».