Геофизики нашли на дне Тихого океана загадочные зоны с «затонувшими» породами там, где их, согласно теории тектоники, быть не должно. Открытие может изменить представления о внутреннем устройстве планеты.
Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) и Калифорнийского технологического института разработали компьютерную модель для анализа данных сейсмической томографии с высоким разрешением. Моделирование показало под западной частью Тихого океана аномальную зону, в которой сейсмические волны распространяются иначе, чем предсказывали современные теории.
Геофизики традиционно используют сейсмические данные для анализа внутренней структуры Земли. В зависимости от состава пород волны, которые распространяются от эпицентров землетрясений, по-разному преломляются, отражаются и изменяются. Анализ данных, собранных разными станциями, позволяет восстановить структуру пород.
Используя сейсмические записи, геофизики ранее определили положение погруженных в мантию Земли тектонических плит. Ученые всегда находили их там, где и ожидали: в зоне субдукции, где встречаются две плиты и одна погружается под другую в недра планеты. Однако моделирование показывает схожие породы и в тех зонах, где субдукция в недавнем по геологическим меркам прошлом не происходила.
«Очевидно, что такие зоны в мантии Земли гораздо более распространены, чем считалось ранее», — говорит Томас Схоутен, соавтор исследования из ETH Zurich. Ученые пока не могут точно определить природу обнаруженных аномалий. По словам Схоутена, это может быть богатый кремнием древний материал, который сохранился со времени формирования планеты, или зоны скопления железосодержащих пород, формировавшиеся на протяжении миллиардов лет.
Для создания высокоточной модели геофизики использовали новый подход, анализируя все типы сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Такой метод, известный как инверсия полной формы волны, требует огромных вычислительных мощностей. Расчеты проводились на суперкомпьютере Piz Daint.
Профессор Андреас Фихтнер, один из авторов исследования, сравнивает открытие с ситуацией, когда врач, десятилетиями изучавший кровообращение, вдруг обнаруживает артерию там, где ее быть не должно.
Это как врач, который десятилетиями исследовал кровообращение с помощью ультразвука и находит артерии именно там, где он их ожидает. А потом, если вы дадите ему новый, лучший инструмент для обследования, он внезапно увидит артерию в ягодице, которая на самом деле там не должна быть.
Андреас Фихтнер, профессор ETH Zurich
Ученые продолжат исследования с использованием еще альтернативных методов и уточненных моделей, чтобы лучше понять природу обнаруженных аномалий и их роль во внутренней динамике Земли.
