Ученые раскрыли тайну эволюции огромных структур в мантии Земли

Международная группа ученых из США и Великобритании выяснили, что два гигантских региона в глубинной мантии Земли, известные как «Большие-Низкоскоростные-Провинции» (LLVP), имеют разный химический состав и историю формирования. Исследование опубликовано в научном журнале Scientific Reports (SciRep).

LLVP — обширные области в мантии Земли, где сейсмические волны распространяются значительно медленнее, чем в окружающих породах. Эти регионы, достигающие высоты до 900 километров и ширины в тысячи километров, долгое время считалось однородными по составу и возрасту.

Ученые использовали численное моделирование мантийной конвекции, учитывающее движение тектонических плит за последний миллиард лет. Это позволило им реконструировать процессы, которые привели к формированию LLVP. Оказалось, что африканский и тихоокеанский LLVP имеют существенные различия.

Африканский LLVP состоит из более старого и хорошо перемешанного материала, что делает его менее плотным и более размытым.

Тихоокеанский LLVP, напротив, содержит на 50% больше молодой субдуцированной океанической коры, которая постоянно пополняется благодаря активным зонам субдукции в Тихоокеанском огненном кольце.

Несмотря на различия в составе, оба LLVP имеют одинаковую температуру, что объясняет, почему сейсмические волны проходят через них схожим образом. Открытие подчеркивает важность междисциплинарного подхода в изучении внутренних процессов Земли.

LLVP играют важную роль в тепловом обмене между ядром и мантией Земли, что влияет на конвекцию во внешнем ядре — процесс, который генерирует магнитное поле планеты.

Если LLVP под Африкой и Тихим океаном действительно различаются по плотности, это может привести к асимметричному извлечению тепла из ядра, что, в свою очередь, может повлиять на стабильность магнитного поля, отметили исследователи.