Ученые из Стэнфордского университета создали глобальную карту землетрясений, которые происходят не в земной коре, а глубже — в мантии планеты. Результаты исследования опубликованы в журнале Science и открывают новые возможности для изучения внутренних процессов Земли, от движения литосферных плит до происхождения обычных разрушительных землетрясений.
До недавнего времени такие события считались исключением. Большинство землетрясений фиксируются в земной коре — на глубинах от 10 до 30 километров. Мантия же представляет собой более тёплый и пластичный слой, где, как долгое время считалось, условия не подходят для накопления напряжений, способных вызвать сейсмические разрывы. Однако накопленные за последние десятилетия данные показали: редкие, но реальные землетрясения в мантии всё же происходят.
Где «трясёт» глубже обычного
Анализ данных сейсмических станций по всему миру позволил ученым выявить 459 так называемых континентальных мантийных землетрясений, произошедших с 1990 года. Эти события распределены неравномерно: наиболее плотные кластеры зафиксированы в районе Гималаев и в зоне Берингова пролива между Азией и Северной Америкой.
Исследователи подчеркивают, что речь идет именно о землетрясениях под континентами, а не в зонах субдукции, где океанические плиты уходят вглубь мантии и глубокие толчки давно известны. В ряде случаев очаги новых событий располагались более чем на 80 километров ниже границы между корой и мантией — так называемого разрыва Мохоровичича (или «Мохо»).
Как удалось их распознать
Ключевым прорывом стала новая методика анализа сейсмических волн. Ученые сравнивали два типа колебаний: одни распространяются преимущественно в коре, другие — вдоль верхней части мантии. Соотношение этих сигналов позволило достаточно точно определить глубину источника толчков.
По словам авторов исследования, это принципиально меняет подход к изучению глубинных землетрясений: теперь их можно выявлять не по косвенным признакам, а по «подписи» самих волн.
Почему это важно
Мантийные землетрясения слишком глубоки, чтобы представлять прямую угрозу для людей или инфраструктуры. Однако их значение — фундаментальное. Они дают ученым редкую возможность заглянуть в процессы, происходящие на границе коры и мантии и в верхних слоях мантии, где формируется магма и зарождаются силы, двигающие тектонические плиты.
Исследователи предполагают, что часть таких землетрясений может быть связана с откликом мантии на сильные коровые толчки, а часть — с внутренними конвекционными процессами, включая переработку погружающихся плит земной коры.
В перспективе это может помочь лучше понять, почему и где возникают обычные землетрясения, а также уточнить модели внутреннего строения планеты.
Что дальше
Созданная карта считается консервативной: ученые уверены, что реальное число мантийных землетрясений выше, особенно в труднодоступных регионах с редкой сетью наблюдений, таких как Тибетское нагорье. Расширение мониторинга и применение новой методики анализа позволят существенно дополнить картину.
По мнению авторов работы, землетрясения в коре и мантии следует рассматривать как части единой системы, где глубинные и поверхностные процессы тесно связаны между собой. Понимание этой связи — один из ключей к более точной оценке природных рисков в будущем.