Один из горячих, плотных "блобов" глубоко внутри Земли был обнаружен с помощью нового метода сканирования

Впервые ученые как следует рассмотрели зону сверхнизких скоростей. Эти загадочные очаги горных пород находятся вблизи ядра Земли, примерно в 3 000 километрах (1 864 милях) под поверхностью.

На такой глубине их трудно изучать, но мы знаем, что они там есть, благодаря тому, как сейсмические волны проходят через Землю. Эти зоны получили свое название благодаря тому, что сейсмические волны замедляются при прохождении через них.

До сих пор изображения этих зон были зернистыми и трудно поддавались анализу, но на опубликованных в новом исследовании снимках зона под Гавайями изображена гораздо более детально, что позволяет по-новому взглянуть на внутреннее устройство нашей планеты и ее историю.

"Из всех глубоких недр Земли эти объекты являются самыми интересными и сложными", - говорит геофизик Жи Ли из Кембриджского университета (Великобритания).

"Теперь у нас есть первые убедительные доказательства их внутренней структуры - это настоящая веха в глубинной сейсмологии Земли".

Для создания изображения были использованы новейшие методы вычислительного моделирования, которые применялись к высокочастотному сигналу, который был записан при прохождении сейсмических волн через зону сверхнизких скоростей.

Это позволяет экспертам взглянуть на карман породы в километровом масштабе, что на порядок повышает разрешение при изучении границы между железо-никелевым ядром Земли и мантией, обернутой вокруг него.

Потоки горячей мантийной породы вызывают землетрясения, вулканы и другие виды активности, и ученым интересно узнать больше о том, как зоны сверхнизких скоростей могут вызывать или влиять на эту активность.

Предполагается, что дополнительное железо в этих необычных зонах может создавать дополнительную плотность, которая проявляется в сейсмических волнах - и выяснение того или иного факта может рассказать нам больше о том, как формировалась Земля и как работает ее ядро сегодня.

"Возможно, что этот богатый железом материал является остатком древних пород из ранней истории Земли или даже что железо может просачиваться из ядра неизвестным способом", - говорит сейсмолог Санне Коттаар из Кембриджского университета.

Ученые также заметили связь между зонами сверхнизких скоростей и вулканическими очагами, такими как на Гавайях и в Исландии. Согласно одной из гипотез, эти горячие точки могут быть вызваны выбросом материала из ядра на поверхность.

Улучшенные снимки этих глубоких и загадочных зон должны помочь и в этой области исследований, а ученые также изучают базальтовые породы на поверхности на Гавайях в поисках доказательств утечки из ядра.

Изучение зон сверхнизких скоростей ограничено в некоторых отношениях тем, где происходят землетрясения и где установлены сейсмографы, но команда заинтересована в применении своих снимков высокого разрешения к другим глубоким зонам Земли.

"Мы действительно расширяем границы современных высокопроизводительных вычислений для эластодинамического моделирования, используя преимущества волновых симметрий, которые ранее не замечались или не использовались", - говорит специалист по обработке данных Куангдай Ленг из Оксфордского университета в Великобритании.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.