Потужний землетрус в Болівії допоміг вченим вивчити структуру кордону між верхньою і нижньою мантією Землі і виявити, що вона покрита величезними гірськими піками і глибокими ущелинами. Їх висновки і “фотографії” мантії були представлені в журналі Science.
“Кордон між шарами мантії виявився більш грубим, ніж поверхня планети. Підземні височини, образно висловлюючись, виявилися вищими, ніж Скелясті гори. Ми не можемо точно обчислити їх висоту, але, схоже, що вони вище, ніж будь-який гірський пік на Землі “, – заявив Веньбо Ву (Wenbo Wu) з Інституту геодезії і геофізики КАН в Вухані (Китай).
Надра Землі складаються з декількох шарів – твердої земної кори, напіврідкої мантії і розплавленого металевого ядра. Кора розділена на кілька величезних фрагментів – тектонічних плит, які повільно “плавають” по мантії і стикаються одна з одною.
Вони рухаються через те, що мантія неоднорідна за своїм складом. Процеси обміну матерією в різних ділянках мантії протікають з однаковою швидкістю. Через високу в’язкості матерії мантії окремі ділянки земної кори починають “ковзати” разом з ними. Результатом цього пересування став “дрейф материків”, численні землетруси і велика кількість активних вулканів в точках зіткнення плит.
До теперішнього часу геологи не знали, як саме влаштована мантія, що породжує в ній неоднорідності і чи є її аналоги в глибинних регіонах цього прошарку Землі, з огляду на те, що її матерія знаходиться в частково розплавленому стані.
Ву і його колеги розкрили вкрай несподівану структуру прикордонного шару між нижніми і верхніми шарами мантії, розташованого на глибині в 660 кілометрів, завдяки щасливому випадку.
Аналізуючи архівні дані, вчені виявили, що поштовхи потужного землетрусу, який виник на території Болівії в червні 1994 року, були настільки потужними, що вони досягли цього прикордонного шару, відбилися і були записані кількома десятками Сейсмографічних станцій.
У минулому, вчені не могли витягти корисних даних з цих записів, так як для цього у них просто не було достатньо потужних комп’ютерів. Ву і його колеги вирішили це завдання і отримали досить грубу “карту рельєфу” цієї частини мантії, прорахувавши то, як різні виступи і западини на цьому кордоні повинні були впливати на рух і відображення сейсмічних хвиль.
Подібні розрахунки базуються на дуже простому принципі – якщо межа між шарами мантії була гладкою, то сейсмічні хвилі відіб’ються від неї в один і той же час і разом повернуться до поверхні Землі. Якщо ж там є якісь нерівності, то тоді частина коливань затримається, а інші, навпаки, повернуться раніше за інших.
На превеликий подив геологів, межа між верхньою і нижньою мантією виявилася не плавною або гладкою, а дуже рваною і грубою. Образно кажучи, деякі її регіони були покриті своєрідними “гірськими піками” з матерії нижньої мантії, що піднімалися на висоту в 1-3 кілометри вглиб верхньої мантії. Аналогічним чином, “ущелини” з матерії верхніх шарів врізалися на аналогічну глибину в нижню частину цього прошарку Землі.
Подібна структура кордону між половинами мантії, як зазначає Ву, суперечить двом загальноприйнятим теоріям, чиї прихильники вважали, що вона повинна або бути дуже чіткою, або взагалі бути відсутньою через те, що їх породи повинні були добре перемішуватися між собою.
Чому це так, вчені поки не знають, але наявність такого незвичайного “рельєфу” у нижнього шару мантії, за їхніми словами, говорить про те, що її породи практично не перемішуються з верхніми частинами літосфери і збереглися в первозданному вигляді з часів формування Землі.
Відповідно, їх аналіз і створення аналогів в лабораторії допоможе геологам зрозуміти, з чого був “зліплений” наш світ в перші миті життя Сонячної системи.
