Під нашими ногами виявили структури, які у сто разів вищі за Еверест

Вчені виявили дві гігантські підземні структури, які підіймаються до 1000 кілометрів та переосмислюють поняття найвищих “гір” на планеті. Дослідження свідчать, що Еверест виглядає крихітним порівняно з цими масивами. Утворення розташовані під Африкою та центральною частиною Тихого океану і їх вік становить мільярди років, повідомляє DailyGalaxy.

Команда Арвен Дойсс з Утрехтського університету визначила їх за допомогою коливань нормального режиму – методу, що дає змогу бачити, як вся планета вібрує після сильних землетрусів. Дослідники відобразили тривимірне затухання сейсмічної енергії в мантії та змогли окреслити зони низької швидкості зсувних хвиль і низького затухання. Ці ознаки збіглися у двох регіонах, які тепер відомі як великі провінції з низькою швидкістю зсуву (large low-shear-velocity provinces, LLSVP).

“Це не гори у звичайному розумінні, а термохімічні структури, що підіймаються з межі ядра та мантії та впливають на мантійні потоки”, – пояснюють дослідники.

Кожна з провінцій має ширину до 5000 кілометрів, а їхня висота перевищує будь-які можливі утворення на поверхні Землі. Модель QS4L3 стала першою глобальною моделлю, яка одночасно враховує особливості ослаблення та поведінку зсувних хвиль.

Наразі вчені не до кінця визначилися в тому, звідки походять LLSVP. За даними одного аналізу, опублікованого в журналі Nature, їх поява може бути повʼязана із субдукованими тектонічними плитами, які занурювалися в надра Землі мільярди років тому. 

Вони накопичувалися біля основи мантії, створюючи так звані “кладовища плит”. Через високий вміст щільних і хімічно стійких порід ці зони майже не змішуються з рештою мантійного матеріалу.

Розташування LLSVP безпосередньо над ядром робить їх можливими джерелами мантійних шлейфів, які можуть спричиняти формування гарячих точок, таких як Гаваї, Реюньйон чи Ісландія. Вони також можуть впливати на великомасштабну конвекцію та рух тектонічних плит.

Ця модель дозволила вперше відділити температурні ефекти від композиційних аномалій у надрах Землі. Це допомагає краще зрозуміти геодинамічні сили, що формують поверхню планети. LLSVP можуть діяти як мантійні “якорі”, які залишаються стабільними сотні мільйонів років і перенаправляють потоки розігрітого матеріалу.

Дані також свідчать, що хоча більша частина мантії постійно змішується, LLSVP залишаються ізольованими. Вони можуть бути сховищем найдавнішого матеріалу та джерелом летких речовин, здатних впливати на клімат і біологічні процеси на поверхні Землі.

Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Geoscience, вказує на те, що ці утворення простягаються на глибину близько 2900 кілометрів. Згідно з аналізом за допомогою комп’ютерного моделювання, проведеним командою Йошінорі Міядзакі, LLSVP можуть бути залишками матеріалу, що просочився з ядра на самому початку формування планети. Ця модель відкидає теорії про старі тектонічні плити, натомість стверджуючи, що домішки з ядра змінили хімічний склад мантії.

Моделювання показало, що під час охолодження ядра легкі компоненти, такі як оксид магнію та діоксид кремнію, кристалізувалися швидше за залізо і виштовхувалися в магматичний океан, що покривав молоду Землю. Ці домішки змінили склад магми, сприяючи утворенню бриджманіту та сейфертиту замість феропериклазу, якого в реальних даних виявилося менше, ніж очікувалося. Такі неоднорідності могли зберігатися в надрах планети протягом 4,5 мільярдів років, згодом збираючись у щільні масиви LLSVP, які фіксуються сьогодні.