В глубинных недрах Земли обнаружены гигантские горы

Мощнейшее землетрясение в Боливии помогло ученым изучить структуру границы между верхней и нижней мантией Земли и обнаружить, что она покрыта огромными горными пиками и глубокими расселинами. Их выводы и "фотографии" мантии были представлены в журнале Science.

"Граница между слоями мантии оказалась намного более грубой, чем поверхность планеты. Подземные возвышенности, образно выражаясь, оказались более высокими, чем Аппалачи или Скалистые горы. Мы не можем точно вычислить их высоту, но, похоже, что они выше, чем любой горный пик на Земле", — заявил Вэньбо Ву (Wenbo Wu) из Института геодезии и геофизики КАН в Вухане (Китай).

Недра Земли состоят из нескольких слоев - твердой земной коры, полужидкой мантии и расплавленного металлического ядра. Кора разделена на несколько огромных фрагментов - тектонических плит, которые медленно "плавают" по мантии и сталкиваются друг с другом.

Они двигаются из-за того, что мантия неоднородна по своему составу. Процессы обмена материей в разных участках мантии протекают с неодинаковой скоростью. Из-за высокой вязкости материи мантии отдельные участки земной коры начинают "скользить" вместе с ними. Результатом этого передвижения стал "дрейф материков", многочисленные землетрясения и большое количество активных вулканов в точках столкновения плит.

До настоящего времени геологи не знали, как именно устроена мантия, что порождает в ней неоднородности и есть ли их аналоги в глубинных регионах этой прослойки Земли, учитывая то, что ее материя находится в частично расплавленном состоянии.

Ву и его коллеги раскрыли крайне неожиданную структуру пограничного слоя между нижними и верхними слоями мантии, расположенного на глубине в 660 километров, благодаря счастливой случайности.

Анализируя архивные данные, ученые обнаружили, что толчки мощнейшего землетрясения, возникшего на территории Боливии в июне 1994 года, были настолько мощными, что они достигли этого пограничного слоя, отразились и были записаны несколькими десятками сейсмографических станций.

В прошлом, ученые не могли извлечь полезных данных из этих записей, так как для этого у них просто не было достаточно мощных компьютеров. Ву и его коллеги решили эту задачу и получили достаточно грубую "карту рельефа" этой части мантии, просчитав то, как различные выступы и впадины на этой границе должны были влиять на движение и отражение сейсмических волн.

Подобные расчеты базируются на очень простом принципе – если граница между слоями мантией была гладкой, то сейсмические волны отразятся от нее в одно и то же время и вместе вернутся к поверхности Земли. Если же там есть какие-то неровности, то тогда часть колебаний задержится, а другие, наоборот, вернутся раньше остальных.

К большому удивлению геологов, граница между верхней и нижней мантией оказалась не плавной или гладкой, а очень рваной и грубой. Образно говоря, некоторые ее регионы были покрыты своеобразными "горными пиками" из материи нижней мантии, поднимавшихся на высоту в 1-3 километра вглубь верхней мантии. Аналогичным образом, "ущелья" из материи верхних слоев врезались на аналогичную глубину в нижнюю часть этой прослойки Земли.

Подобная структура границы между половинами мантии, как отмечает Ву, противоречит двум общепринятым теориям, чьи сторонники считали, что она должна или быть очень четкой, или вообще отсутствовать из-за того, что их породы должны были хорошо перемешиваться друг с другом.

Почему это так, ученые пока не знают, но наличие столь необычного "рельефа" у нижнего слоя мантии, по их словам, говорит о том, что ее породы практически не перемешиваются с верхними частями литосферы и сохранились в первозданном виде со времен формирования Земли.

Соответственно, их анализ и создание аналогов в лаборатории поможет геологам понять, из чего был "слеплен" наш мир в первые мгновения жизни Солнечной системы.