Геологи смогли объяснить откуда взялись гигантские сгустки в мантии Земли
Теперь мы знаем, откуда взялись два гигантских сгустка в мантии Земли. Эти странные области, известные как «крупные провинции с низкой скоростью сдвига» (LLVP), вероятнее всего являются кусками земной коры, которые погрузились в мантию за последний миллиард лет. К такому выводу пришли геологи Университета Кардиффа, постоившие модель образования этих провинций. Работа опубликован в журнале Scientific Reports.
Ученым давно известно, что существуют две основных LLVP — одна под Тихим океаном, другая под Африкой. В этих регионах сейсмические волны от землетрясений распространяются на 1-3% медленнее, чем в остальной мантии. Ученые полагают, что они могут влиять на магнитное поле планеты из-за того, как они воздействуют на тепловой поток из ядра Земли.
Откуда взялись эти огромные LLVP
Существует много споров о том, что такое LLVP. Некоторые исследования предполагают, что это материал с древней Земли — либо слой первобытной несмешанной породы, образовавшейся при формировании планеты, либо остатки гигантского космического камня, который упал на Землю 4,5 миллиарда лет назад, чье падение привело к образованию Луны.
Другие предполагают, что эти сгустки — огромные куски океанической коры, которые были утоплены в мантии, когда одна тектоническая плита ушла под другую — процесс, известный как субдукция.
Геолог Джеймс Пантон, геодинамик из Университета Кардиффа и его коллеги использовали компьютерное моделирование, чтобы определить, где такая утопленная в мантии кора уходила в глубины планеты за последний миллиард лет, и выяснить, могла ли эта кора сформировать особенности, похожие на LLVP.
«Мы обнаружили, что океаническая кора действительно может породить эти LLVP-подобные регионы под Тихим океаном и Африкой», — говорит Пантон. — «Они развиваются просто в процессе субдукции океанической коры».
Это не означает, что на дне мантии вокруг внешнего ядра нет плотного материала времен молодости Земли, говорит Пантон, возможно, там есть тонкий слой древнего материала, который также вносит свой вклад в образование LLVP. Но если только субдукция может объяснить наличие LLVP, это может объяснить их возраст: они достаточно молоды.
«Потенциально это означает, что вскоре после того, как на Земле началась субдукция, и начали появляться эти сгустки», — говорит Пантон.
Две разных LLVP
Процесс субдукции привел к появлению двух разных типов сгустков, говорится в исследовании. В настоящее время LLVP под Африкой не получает столько материала из земной коры, как LLVP под Тихим океаном, который питается за счет зон субдукции Тихоокеанского огненного кольца — подковообразной линии субдукции, огибающей Тихий океан.
Африканская LLVP, таким образом, старше и лучше перемешана с остальной корой. В ней меньше вулканическая базальта, а значит, она менее плотная, чем тихоокеанская LLVP. Это может объяснить, почему африканская LLVP простирается на 550 км выше в мантии, чем тихоокеанская LLVP.
По словам Пантона, один из вопросов на будущее: как горячие области мантии, называемые мантийными плюмами, способствуют процессу субдукции в Тихом океане и влияют на Тихоокеанскую LLVP. Эти плюмы простираются от самого дна мантии до вулканических горячих точек на поверхности, таких как Гавайские острова.