Хвилі, що походять від центру Землі, можна використовувати для визначення її складу та місць, де можна знайти ці матеріали.
Група вчених із швейцарського університету ETH Zurich та Каліфорнійського технологічного інституту використовувала ці хвилі для виявлення фрагментів земних плит у місцях, де їх насправді не повинно бути. Дослідження було опубліковано в журналі Nature’s Scientific Reports .
Вчені-геологи використовують сейсмічні хвилі для побудови підземного ландшафту нашого світу вже понад століття. Подібно до музики, яка звучить у нічному клубі, ці сейсмічні сигнали проходять через деякі матеріали швидше або повільніше, або навіть повністю відбиваються від них, тому те, що ми «чуємо» з поверхні, може багато розповісти нам про те, що відбувається всередині.
Однак можливості створення зображень на основі цих внутрішніх шумів обмежені обчислювальною потужністю, і вчені зазвичай покладаються на кілька типів хвиль, що легко ідентифікуються.
Для цього нового дослідження група використовувала потужність суперкомп’ютера Piz Daint для обробки даних про всі типи сейсмічних хвиль, які виробляє наша планета, що дозволило їм скласти набагато докладнішу карту її мантії.
При цьому вони виявили щось дуже схоже на залишки тектонічних плит — величезні брили породи, які холодніші і щільніші за нижню мантію.
Ці фрагменти нашої поверхні мають тенденцію занурюватися в мантію Землі, коли вони зазнають поразки у зіткненні плит, відомому як субдукція, але коли це відбувається, ці уламки земних кораблів не повинні виявитися надто далеко від того місця, де вони були затоплені.
Однак тут нова модель з високою роздільною здатністю демонструє величезні плитоподібні утворення по всьому світу, розташовані далеко від зон субдукції, відомих у недавній геологічній історії: наприклад, під західною частиною Тихого океану.
“Очевидно, що такі зони в мантії Землі набагато поширеніші, ніж вважалося раніше”, – говорить учений-геолог Томас Схоутен зі Швейцарської вищої технічної школи Цюріха.
Схоутен вважає, що ці незрозумілі брили в нижній мантії можуть мати різне походження, не обов’язково тектонічне субдукційне.
За його словами, хвилі, які вони використовували для цієї моделі, по суті є лише однією властивістю того, що знаходиться нижче: тобто швидкість, з якою вони рухаються крізь Землю. Однак це може надто спростити картину.
«Ми повинні розрахувати різні параметри матеріалу, які могли б генерувати швидкості різних типів хвиль, що спостерігаються. По суті, ми повинні глибше поринути у властивості матеріалу, що лежать в основі швидкості хвилі», – каже Схоутен.
«Це може бути або стародавній, багатий кремнієм матеріал, який знаходився там з моменту утворення мантії близько 4 мільярдів років тому і зберігся, незважаючи на конвективні рухи в мантії, або зони, де багаті на залізо породи накопичуються внаслідок цих рухів мантії протягом мільярдів років. ».
Наприклад, форми, виявлені під Тихим океаном, можуть бути шарами, що відкололися від основи плити, яка поблизу поверхні набагато тонша, ніж має бути.
Будуть потрібні подальші дослідження, щоб точно визначити, з чого складаються ці шматки і як вони там опинилися. Безперечно, у кожного з них є своя історія.