Гигантские сгустки глубоко в недрах Земли развиваются сами по себе: откуда они взялись

Новое исследование, проведенное учеными из Кардиффского университета, позволило пролить свет на происхождение двух загадочных гигантских структур в мантии Земли, известных как “большие провинции с низкой скоростью” (LLVP).

Эти области, расположенные под Африкой и Тихим океаном, давно привлекали внимание геологов своей необычной плотностью и влиянием на сейсмические волны. Теперь ученые предполагают, что LLVP представляют собой древнюю океаническую кору, погрузившуюся в мантию за последний миллиард лет.

Согласно данным исследования, в этих зонах сейсмические волны от землетрясений распространяются на 1-3% медленнее, чем в остальной части мантии. Это может свидетельствовать о том, что LLVP оказывают влияние на магнитное поле Земли, изменяя тепловой поток, идущий от ядра планеты.

Происхождение этих структур остается предметом научных дискуссий. Одна из теорий предполагает, что LLVP могут быть остатками материала, появившегося еще на ранних этапах формирования Земли. Некоторые ученые полагают, что это может быть слой несмешанных пород, сохранившийся со времен зарождения планеты, или даже остатки гигантского астероида, столкновение с которым могло привести к образованию Луны. Другая гипотеза утверждает, что LLVP возникли в результате субдукции — процесса, при котором одна тектоническая плита погружается под другую, унося с собой океаническую кору в глубины мантии.

Команда исследователей использовала компьютерное моделирование, чтобы определить, где субдуцированная кора входила в мантию в течение последнего миллиарда лет. В результате оказалось, что переработка океанической коры действительно могла привести к образованию LLVP без необходимости в наличии плотного первоначального слоя в основании мантии. Это открытие говорит о том, что подобные структуры могли сформироваться естественным образом благодаря субдукции, а их возраст может быть связан с моментом появления этого процесса на Земле.

Если LLVP действительно являются продуктом субдукции, это может означать, что они начали формироваться вскоре после начала этого процесса. Однако происхождение самой субдукции остается спорным вопросом: некоторые ученые считают, что она зародилась около 4 миллиардов лет назад, в то время как другие датируют ее началом лишь миллиард лет назад.

Исследование также выявило ключевые различия между двумя сгустками. LLVP под Африкой, вероятно, старше и менее плотный, поскольку в нем меньше вулканического материала. В то же время LLVP под Тихим океаном питается зонами субдукции Тихоокеанского огненного кольца, что делает его более насыщенным корковыми породами.

Полученные результаты помогут не только лучше понять историю геологических процессов на Земле, но и пролить свет на механизмы, влияющие на движение тектонических плит, формирование вулканов и даже изменения магнитного поля планеты.

Источник: Live Science