Гавайские глубины

Александр Гурьянов
(«ХиЖ», 2022, №7)

Мантия Земли, простирающаяся до глубины примерно в три тысячи километров (половины земного радиуса), состоит из силикатных горных пород, горячих, вязких и медленно текущих. Эта внутренняя конвекция переносит тепло к поверхности планеты, заставляет двигаться тектонические плиты и питает извержения вулканов.

Для зондирования мантии геофизики обычно используют сейсмические волны землетрясений. Они выявляют глубинную топографию внутренних границ. Однако до сегодняшнего дня изображения структур на границе мантии и ядра, наиболее интересной с точки зрения теплового потока планеты, получались нечеткими и размытыми.

Аспирант факультета наук о Земле Ли Жи (Zhi Li) в Кембриджском университете и его коллеги под руководством доктора Санне Коттаар (Sanne Cottaar) стали первыми, кому удалось получить детальное изображение одного из участков границы, причем необычного участка. Он расположен почти точно под гавайскими островами. Оказалось, это одна из нескольких зон ультранизких волновых скоростей сейсмических волн.

Исследователи использовали численное моделирование, которое описывало поведение сейсмических волн в земной коре. Это дало возможность рассмотреть границу с километровым разрешением. Интересно, что у границы волны снижали скорость почти вдвое, на 40%. Исследователи считают, что это происходит из-за повышенного содержания железа вдоль границы. Эта область более плотная и вязкая. Доктор Коттаар предполагает, что участок границы может состоять из остаточных пород древней Земли или из просочившегося из ядра железа.

Новое исследование помогает понять, как появились вулканические цепи островов гавайского типа. Оказалось, что между горячими точками вулканических островов включая Гавайи и Исландию, и зонами у глубинных границ, где сейсмические волны замедляются, существует прямая корреляция. Эти зоны и есть корни, питающие гавайский или исландский вулканизм.

Интересно, что у базальтов, извергающихся на Гавайских островах, аномальный изотопный состав. Он указывает либо на их древнее происхождение, либо на их утечку из ядра. Вот почему доктор Коттаар считает, что вещество границы мантия-ядро достигает поверхности.

Геофизики намерены провести дополнительные исследования, чтобы понять, все ли горячие пятна на поверхности соответствуют глубинным областям плотных пород с высоким содержанием железа. Но здесь соавтором выступает природа, она ставит эксперимент — землетрясения, а ученые, используя поля сейсмометров, изучают отклики сейсмических волн в глубинах нашей планеты.

В планах ученых создать глобальную карту мантийной границы и объяснить механизм ее формирования. Так, шаг за шагом, мы приходим к пониманию, что глубины нашей планеты так же изменчивы, как и ее поверхность.


(Nature Communications 13, 1, 2022 - полный текст)

123

Разные разности

20.11.2022 17:30:00

Исследователи из Университета Тренто в Италии проанализировали, как хранение в прозрачных бутылках влияет на концентрацию летучих веществ, из которых складывается аромат белого вина.

>>
14.11.2022 15:30:00

…порошок безопасного трехкомпонентного сплава Nd2Fe14B при внесении в горелку дает фонтан длинных искр, каждая из которых со временем становится ярче и порождает пучки новых искр…

…приматологи получили первые свидетельства длительных социальных отношений между шимпанзе и гориллами в дикой природе

…низкие концентрации хлорида цетилпиридиния, входящего в состав некоторых ополаскивателей для рта, уничтожают вирус SARS-CoV-2, разрушая его липидную мембрану


>>
10.11.2022 14:00:00

Можно ли что-то противопоставить засухе и защитить посевы? Неожиданное решение придумали ученые из Института физико-химических исследований в Японии. Они предлагают добавлять в почву этиловый спирт.

>>
08.11.2022 15:30:00

Менделеев считал, что углеводороды образуются в мантии Земли из неорганического углерода и водорода на сверхбольших глубинах. С начала ХХI века в разных лабораториях мира физики проводят эксперименты, подтверждающие эту идею.

>>
02.11.2022 12:00:00

Однажды на мероприятии в Белом доме директор компании Goya Foods хвалебно отозвался о президенте Дональде Трампе, после чего в соцсетях сразу появились призывы объявить этой фирме бойкот. Эту историю, которая описывается научным понятием «политический консьюмеризм», исследовали ученые из Школы прикладной экономики и менеджмента Корнеллского университета.

>>