;
Наука 13 марта 2022

Два массивных «пятна» в мантии Земли озадачили ученых своими удивительными свойствами

Далее

Земля многослойна, как луковица: с тонкой внешней корой, толстой вязкой мантией, жидким внешним ядром и твердым внутренним. В мантии есть две массивные каплевидные структуры примерно на противоположных сторонах планеты. Эти «пятна», официально называемые Большими провинциями с низкой скоростью сдвига (LLSVP) — размером с континент и в 100 раз выше горы Эверест. Одна находится под африканским континентом, другая — под Тихим океаном.

Используя инструменты, измеряющие сейсмические волны, ученые знают, что эти два сгустка имеют сложную форму и структуру, но, несмотря на их выдающиеся особенности, мало что известно о том, почему эти «пятна» существуют или что привело к их странной форме.

Ученые Аризонского государственного университета Цянь Юань и Мингминг Ли из Школы исследования Земли и космоса решили узнать больше об этих двух «пятнах», используя геодинамическое моделирование и анализ опубликованных сейсмических исследований. Благодаря своим исследованиям, они смогли определить максимальную высоту, которую они достигают, и то, как их объем и плотность, а также окружающая вязкость в мантии могут контролировать их высоту.

Результаты их сейсмического анализа привели к неожиданному открытию, что «пятно» под африканским континентом примерно на 1000 км выше, чем аналогичное под Тихим океаном. По словам Юаня и Ли, лучшее объяснение огромной разницы в высоте между ними состоит в том, что «пятно» под африканским континентом менее плотная (и, следовательно, менее стабильная), чем под Тихим океаном.

Для проведения своих исследований Юань и Ли разработали и запустили сотни моделей мантийной конвекции. Они тщательно проверили влияние ключевых факторов, которые могут повлиять на их высоту, включая объем и контрасты плотности и вязкости по сравнению с их окружением. Они обнаружили, что для того, чтобы объяснить большую разницу в высоте между двумя «пятнами», та, которая находится под африканским континентом должна иметь меньшую плотность, чем плотность под Тихим океаном, что указывает на то, что они могут иметь разный состав и эволюцию.

«Наши расчеты показали, что первоначальный объем «пятне“ не влияет на их высоту», — рассказал Юань.

«Африканский LLVP мог расти в последнее геологическое время. Это может объяснить возвышенную топографию поверхности и интенсивный вулканизм в восточной Африке», — добавил Ли.

Эти открытия могут коренным образом изменить представление ученых о глубинных мантийных процессах и о том, как они могут повлиять на поверхность Земли. Например, нестабильная природа «пятна» под африканским континентом может быть связана с континентальными изменениями в топографии, гравитации, поверхностным вулканизмом и движением плит.

«Наше сочетание анализа результатов сейсморазведки и геодинамического моделирования позволяет по-новому взглянуть на природу крупнейших структур Земли в недрах и их взаимодействие с окружающей мантией», — сказал Юань. «Эта работа имеет далеко идущие последствия для ученых, пытающихся понять современное состояние и эволюцию глубинной структуры мантии, а также природу мантийной конвекции».


Читать далее

Самое большое генеалогическое древо человечества показало историю нашего вида

Физики воссоздали способности Т-1000 из «Терминатора-2» в лаборатории

Ученые, возможно, нашли недостающее звено между одноклеточными и клетками человека