Ученые обнаружили шесть загадочных структур глубоко под землей

Фото из открытых источников

Внутренние движения нашей планеты трудно изучать. Но то, что происходит на глубине тысяч километров под нашими ногами, влияет на землетрясения, цунами и вулканы на поверхности. Результаты исследования опубликованы в журнале JGR Solid Earth.

Ученые обнаружили шесть загадочных структур на границе между ядром и мантией, которые, возможно, играют ключевую роль в этих событиях.

Структура Земли в основном разделена на три части. В центре находится железное ядро, которое чрезвычайно вязкое и не полностью твердое. Вокруг него расположен толстый слой полутвердой породы, известный как мантия. Наконец, все это заключено в относительно тонкую кору, которая является землей, на которой мы стоим.

Происходящие в глубинах Земли процессы представляют огромный интерес для ученых, поскольку их последствия распространяются и влияют на то, что происходит в земной коре. Однако изучение этих глубоких слоев чрезвычайно сложно.

Самая глубокая скважина, когда-либо пробуренная, — это Кольская сверхглубокая скважина. Созданная во время холодной войны Советским Союзом, она опустилась на поразительную глубину в 12 263 метра.

Для сравнения, самая глубокая природная точка на планете — это Марианская впадина, глубина которой составляет около 11 034 метров.

Бурение этой скважины заняло два десятилетия, и она была заброшена вскоре после падения железного занавеса. Но, несмотря на это выдающееся достижение, считается, что Кольская сверхглубокая скважина достигла лишь, возможно, трети земной коры.

Для более глубокого понимания происходящего необходим иной подход.

Чтобы попытаться понять, что происходит в точке соприкосновения ядра и мантии на глубине около 2900 километров под нашими ногами, китайские ученые обратились к изучению сейсмических волн.  

В частности, их интересовал тип волн, известный как предшественники PKP.

«Эта граница имеет решающее значение для теплопередачи и круговорота веществ внутри планеты, однако ее детальные особенности до сих пор плохо изучены», — пишут авторы. «Особый тип сейсмических волн, известный как предшественники PKP, рассеивается и отклоняется небольшими неоднородностями несоответствиями, расположенными непосредственно над этой границей, что делает эти волны полезными инструментами для исследования скрытых глубинных особенностей Земли».

Проблема заключается в поиске доказательств существования этих предвестников. Для этого команда использовала машинное обучение, чтобы проанализировать более 2 миллионов записей землетрясений, сделанных за последние 35 лет.

В результате было идентифицировано приблизительно 175 000 записей, что примерно в 10 раз больше, чем количество сигналов PKP, выявленных во всех предыдущих исследованиях вместе взятых. Рассматривая эти волны вместе, исследователи внезапно смогли увидеть вырисовывающуюся закономерность.

«В то время как предыдущие исследования могли выявить лишь редкие, изолированные участки, исследованные предшественниками, наши результаты показывают, что эти потенциальные неоднородности могут распространяться на обширные территории в виде непрерывных полос», — продолжают авторы. «Мы также обнаружили шесть областей, в которых, вероятно, присутствуют значительные неоднородности, которые ранее не были задокументированы, что позволяет определить приоритетные цели для будущих исследований глубоких слоев Земли».

Они обнаружили по меньшей мере 6 точек на границе между ядром и мантией, которые рассеивают эти волны PKP. Хотя они не могут точно сказать, что представляют собой эти структуры, они предоставляют новую цель для исследования.

Есть надежда, что, понимая, что представляют собой эти структуры и как они влияют на распространение сейсмических волн по нашей планете, мы сможем получить более полную информацию о таких разрушительных событиях, как землетрясения и извержения вулканов.