Аномалии мантии под Тихим океаном: новые модели FWI показывают «затонувшие» структуры

Знаете ли вы, что под нашими ногами, на глубине почти трех тысяч километров, скрывается целый мир? Мантия Земли — это сложнейшая система, чьи тайны мы только начинаем разгадывать. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, совершило прорыв в этой области, и мы сейчас заглянем в этот захватывающий мир.

Мантия: не просто слой, а динамичная система

Представьте себе: на протяжении миллиардов лет, под воздействием колоссального давления и температуры, происходит медленное движение горных пород. Этот процесс, называемый конвекцией, формирует не только внутреннюю структуру нашей планеты, но и её поверхность. Выявить эту сложную структуру, где перемешиваются тепловые и химические неоднородности, всегда было непростой задачей. Однако сейсмическая томография позволяет нам увидеть эти глубины, анализируя, как изменяется скорость распространения сейсмических волн при прохождении через различные участки мантии.

Традиционная томография, опираясь на измерения времени прохождения волн, открыла множество областей с аномально высокой скоростью. Ученые долгое время полагали, что это холодные остатки погрузившихся плит (субдукционных зон), но всё оказалось гораздо сложнее.

Полноволновая инверсия: новый взгляд на мантию

А что, если я вам скажу, что есть более точный метод? Полноволновая инверсия (FWI) — это как если бы вместо отдельных мазков кистью мы рассматривали всю картину целиком. Этот метод учитывает всю сложность сейсмических волн, позволяя заглянуть в самые потаенные уголки мантии.

И что же мы увидели?

Мантия оказалась гораздо более неоднородной, чем предполагалось. К удивлению, обнаружилось множество зон с аномально высокой скоростью, которые располагались далеко от известных субдукционных зон, под океанами и континентами, где, казалось бы, не должно быть никаких следов бывших погружений.

Западная часть Тихого океана: загадка мантии

Особенно поразила ученых область под западной частью Тихого океана. Там, на глубине от 900 до 1200 километров, была обнаружена обширная зона с аномально высокой скоростью. И самое интересное, что эта область находится в регионе, где нет сейсмических источников и приемников. Как FWI удалось увидеть эту структуру? Дело в том, что метод обладает гораздо большей чувствительностью, чем традиционная томография, и ему не так важна геометрия расположения источников и приёмников.

Ученые также выяснили, что аномалии, выявленные с помощью FWI, не имеют статистически значимой корреляции с реконструированными зонами субдукции. Это значит, что не все аномалии скорости связаны с погружением плит.

Разрушая мифы: происхождение аномалий

Так что же это за аномалии? Что скрывается в глубине мантии? Исследование открывает двери для альтернативных гипотез. Возможно, речь идет об остатках расслоившейся литосферы или химических неоднородностях, возникших из-за переработки океанической коры.

Исследование показало, что мантия гораздо сложнее, чем мы привыкли думать. FWI может стать незаменимым инструментом для будущих исследований.

Значение исследования

Это исследование не просто добавляет новую страницу в наше понимание мантии, оно заставляет нас пересмотреть основы. Тот факт, что не все аномалии связаны с субдукцией, имеет далеко идущие последствия для наших представлений о динамике Земли, процессах конвекции и даже геологическом прошлом планеты.

В заключении, исследование открывает новую эру в изучении глубин нашей планеты. Полноволновая инверсия — это не просто метод, это новый взгляд на мир, скрытый под нашими ногами, и у нас впереди еще много захватывающих открытий.