В мантии Земли могут быть скрытые струи, выбрасывающие тепло из ее ядра

Фото из открытых источников

Участок мантии Земли под Оманом, по-видимому, необычайно теплый. По словам исследователей, это может быть первый известный «призрачный шлейф» — столб горячей породы, вырывающийся из нижней мантии без видимой вулканической активности на поверхности.

Мантийные плюмы — это загадочные подъемы расплавленной породы, которые, как полагают, передают тепло от границы ядро-мантия к поверхности Земли, далеко от краев тектонических плит. Есть около дюжины примеров, которые, как полагают, происходят под серединой континентальных плит — например, под Йеллоустоуном и Восточно-Африканским разломом. «Но это все случаи, когда у вас действительно есть поверхностный вулканизм», — говорит Симона Пилия из Университета нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда в Саудовской Аравии. У Омана нет таких вулканических подсказок.

Пилия впервые заподозрил, что под Оманом находится плюм, «случайно» после того, как начал анализировать новые сейсмические данные из региона. Он наблюдал, как скорость волн, генерируемых далекими землетрясениями, замедлялась в цилиндрической области под восточным Оманом, указывая на то, что породы там были менее жесткими, чем окружающий материал из-за высоких температур.

Другие независимые сейсмические измерения показали ключевые границы, где минералы глубоко в Земле меняют фазы способом, соответствующим горячему плюму. Эти измерения предполагают, что плюм простирается более чем на 660 километров под поверхностью.

Наличие плюма также может объяснить, почему регион продолжал подниматься в высоту долгое время после того, как тектоническое сжатие — геологический процесс, при котором земная кора сжимается — прекратилось. Это также соответствует моделям того, что могло вызвать сдвиг в движении Индийской тектонической плиты.

«Чем больше мы собирали доказательств, тем больше мы убеждались, что это плюм», — говорит Пилия, которая назвала геологическую особенность «плюмом Дани» в честь своего сына. Вполне вероятно, что шлейф там действительно существует, говорит Саския Гоес из Имперского колледжа Лондона, добавляя, что исследование «тщательное». Однако она отмечает, что узкие шлейфы, как известно, трудно обнаружить.

Однако, если он существует, наличие «призрачного плюма», заключенного в мантии относительно толстого каменистого слоя под Оманом, предполагает, что есть и другие, говорит Пилия. «Мы убеждены, что плюм Дани не один».

Если есть много других скрытых плюмов, это может означать, что больше тепла из ядра течет напрямую через мантию через плюмы, а не посредством более медленной конвекции, говорит Гоес. «Это может иметь последствия для эволюции Земли, если мы получим другую оценку того, сколько тепла выходит из мантии».