27 Июня 2020
МОСКВА, 27 июня —, Владислав Стрекопытов. Изучая границу между ядром и мантией Земли, геофизики обнаружили, что она не такая гладкая, как считали раньше. У поверхностей, разделяющих внутренние слои, тоже сложный рельеф. Получается, что наша планета совсем не похожа на набор добавленных друг в друга сфер, как принято ее изображать.О глубоких недрах геофизики судят по сейсмическим волнам, порождаемым землетрясениями. Есть продольные P-волны — когда упругие механические колебания происходят вдоль направления распространения и поперечные S-волны — в них колебания перпендикулярны.
На границе слоев с неодинаковой плотностью скорость волн резко изменяется. При переходе от твердой земной коры к более податливой верхней мантии — увеличивается. Эту границу называют поверхностью Мохоровичича. Нижняя мантия тверже, чем верхняя. Внешнее ядро, в котором поперечные землетрусные волны не распространяются, — жидкое, а внутреннее — опять твердое, но слегка пластичное.
Пока сеть сейсмографов была негустой, разделы между внутренними оболочками с определенной долей условности живописали в виде сфер. По мере накопления данных стало явственного, что каждая из этих границ — сложная поверхность со своим рельефом и внутренние горы даже выше, чем на поверхности Земли, а впадины глубже.
От вершины Эвереста до дна Марианской впадины около 20 километров, а, например, перепады границы Мохоровичича, распределяющей кору и верхнюю мантию, достигают 40 километров. И все это на глубине от пяти до 70 километров.
Примерно такой же резкий рельеф характерен для границы между верхней и нижней мантией. Это доказали ученые из Китая и США. Они проанализировали результаты наблюдений сотен сейсмических станций, одержанные по одним и тем же событиям: землетрясениям в Боливии 1994-го и в Охотском поветрие 2008 и 2012 годов, а также архивные записи геофонов Национального центра информации о землетрясениях Геологической службы США.
Авторы исследования констатировали, что для границы между верхней и нижней мантией, расположенной на глубине около 660-670 километров, данные различных станций практически полностью совпадают. То есть у нее устойчивый рельеф, который даже удалось закартировать. Обработка сигналов боливийского землетрясения позволила создать в буквальном резоне слова топографическую карту поверхности цокольной мантии для целого региона в Юго-Восточной Азии.
Когда говорят о громкоговорителе Земли, обычно имеют в виду масштабные поверхностные процессы, связанные с движением литосферных плит. В зонах срединно-океанических хребтов и рифтов литосфера раздвигается, а в зонах субдукции на окраинах континентов океанические плиты погружаются под континентальные.
Но внутри Земли происходят не менее динамичные процессы и поверхностные движения — лишь их отражение. В первую очередь речь идет о мантийной конвекции, возникающей из-за разности повышенная температур в недрах и на поверхности планеты. Восходящие потоки конвективных ячеек растягивают литосферу, спускающиеся — увлекают ее в одежду. При этом в высоких частях ячеек вещество течет в горизонтальной плоскости и эти фонтаны заставляют литосферные плиты двигаться.
Самая динамичная область Земли находится на границе ядра и мантии, на глубине около 2900 километров. Считается, что ее неоднородность влияет на многие геологические процессы, в частности, колебание оси вращения Земли и характеристики геомагнитного поля. Кроме того, сама конвекция — следствие того, что происходит в слое D” на границе с ядром.
На его поверхности ученые обнаружили массивы необычайно плотных, горячих пород — зоны аномально низких скоростей прохождения сейсмических волн (ULVZ — Ultra-low velocity zones). Они протягиваются на сотни километров, а их высота — десятки километров.
Над ними — горячие точки с вулканами: Гавайские, Маркизские, Галапагосские острова и тонг Самоа в Тихом океане, Канарские и Азорские острова, Исландия — в Атлантическом, архипелаг Кергелен — в Индийском, Афарская зона вулканизма в районе Великого Африканского рифта.
Американские ученые Университета Джонса Хопкинса и Мэрилендского университета в Колледж-парке совместно с израильскими коллегами из Тель-Авивского университета, используя новый алгоритм машинного обучения, выполнили параллельный анализ семи тысяч сейсмограмм, обхватывающих сотни землетрясений с 1990 по 2018 год, и впервые составили детальную карту раздела ядра и мантии Тихоокеанского региона, на которую нанесли все ULVZ-зоны.
Оказалось, что ULVZ — лишь отдельные выступы в пределах чуть более крупных, сопоставимых по коэффициенту с континентами, провинций с низкой скоростью сдвига (LLSVP — Large low-shear-velocity provinces), которые еще называют суперплюмами. Их ответвления проникают вверх в мантию на тысячи километров. Сейчас ученые выделяют две такие провинции — Африканскую и Тихоокеанскую.
Австралийские ученые из Университета Кёртина предположили, что периоды, когда вся суша Земли сгруппировывалась в единые суперконтиненты — Пангею, Родинию, Колумбию и другие, совпадали с активностью в глубинных LLSVP-провинциях. Построили динамическую модель, связывающую эволюцию суперплюмов со сборкой и распадом суперконтинентов.
Согласно этой модели, массивы LLSVP образуются из литосферных плит, которые, как выяснилось, погружаясь, не открываются в мантии, как думали раньше, а опускаются до самой границы ядра. Здесь они переплавляются, и громадные капли разогретого вещества — мантийные плюмы, — отрываясь от LLSVP, всплывают к поверхности, давая начало новому геодинамическому циклу. Литосфера над плюмами приподнимается, образуя купол, а затем трескается и расходится.
Исследователи из США и Китая соизмерили, как меняются сейсмические волны, проходящие через границу между внешним и внутренним ядром. Для этого использовали сигналы от дуплетов — повторяющихся землетрясений с одним и тем же эпицентром.
Оказалось, что у этих изменений есть определенная периодичность, тот или другую можно объяснить двумя механизмами: либо внутреннее ядро вращается примерно на 0, 05-0, 1 градуса в год, либо на его поверхности возникают высокие горы и глубокие каньоны. Так, что динамично меняющийся рельеф вполне может быть и у самой глубинной границы между земными оболочками.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....