Нов начин за измерване на структури дълбоко в Земята разкри множество неизвестни досега петна в мантията на нашата планета. Тези аномалии са изненадващо подобни на потънали парчета земна кора, но се появяват на привидно невъзможни места.
Ново изследване е идентифицирало множество потенциално подвластни плочи на изненадващи места в земната мантия - вторият най-външен слой на нашата планета.(Image credit: Vadim Sadovski/Shutterstock)
Потенциални участъци от древната земна кора, понякога наричани „потънали светове“, може би току-що са били открити дълбоко в мантията, благодарение на нов начин за картографиране на вътрешността на нашата планета. Тези мистериозни петна обаче се появяват на места, където не би трябвало, което кара изследователите да се чудят.
В продължение на десетилетия учените изграждат по-добра картина на вътрешността на Земята, като използват сеизмографи - 3D изображения, създадени чрез измерване на това как сеизмичните вълни от земетресения отекват дълбоко в нашата планета. Този метод е помогнал на учените да идентифицират древни участъци от земетресението, известни като субдуктирани плочи, които са били издърпани в мантията през зони на субдукция, където се срещат тектоничните плочи. Например, през октомври 2024 г. изследователите обявиха откриването на участък от морското дъно, който е потънал дълбоко в мантията под Великденския остров.
В проучване, публикувано на 4 ноември 2024 г. в списанието Scientific Reports, изследователите разкриха, че са открили „многобройни“ потенциални субдуктирани плочи в цялата земна мантия, използвайки нов тип сеизмографско изображение. (Досега е разкрита малко информация за размера, формата и точното местоположение на петната.)
Въпреки това, за разлика от идентифицираните преди това субдукирани плочи, които се намират в райони, където тектонични плочи в момента се сблъскват или са се сблъсквали преди това, някои от новите аномалии се намират на места, където никога не е имало известна тектонична активност, като например под западната част на Тихия океан. В резултат на това не е ясно как са се озовали там.
„Това е нашата дилема“, каза Томас Шутен, докторант в Геоложкия институт ETH Zurich в Швейцария, в изявление, публикувано на 7 януари. „С новия модел с висока резолюция можем да видим такива аномалии навсякъде в земната мантия. Но не знаем точно какви са те.“
Новият модел показва петна в земната мантия, където сеизмичните вълни се разпространяват по-бавно от обикновено (синьо), което предполага, че те може да са потънали парчета плоча.(Image credit: Sebastian Noe/ETH Zurich)
Има и други потенциални обяснения за новокартираните петна. Например, те може да са направени от подобен на кора материал, останал от създаването на мантията преди 4 милиарда години. Или може да се състоят от друг подобен плътен материал, който е нараснал в мантията през последните няколкостотин милиона години.
Това обаче са само алтернативни теории. В момента идентичността на тези петна остава „голяма мистерия“, пишат представители на ETH Zurich в изявлението.
Откриване на „потънали светове“
Досега всичко, което знаем за вътрешностите на Земята, идваше от комбинирането на различни сеизмографи, създадени от различни отделни земетресения по целия свят. Но в новото проучване изследователите използваха нов метод, известен като инверсия на пълна вълнова форма, който използва компютърни модели, за да комбинира тези сеизмографи в едно ясно изображение.
Това е изчислително интензивен метод и за да го изпълнят, изследователите трябваше да пуснат модела на суперкомпютъра Piz Daint в Швейцарския национален суперкомпютърен център в Лугано - бившият най-мощният компютър в Европа - за да обработят числата.
Новооткритите петна са разположени далеч от всякакви настоящи или минали разломни линии между тектоничните плочи. (Image credit: Getty Images)
Съавторът на изследването Андреас Фихтнер, сеизмолог в ETH Zurich, създал модела с пълна вълнова форма, използван в новото изследване, сравни използването на инверсия с пълна вълнова форма с напредъка в медицинското изобразяване. Представете си, че лекар изучава кръвоносната система от десетилетия, каза Фихтнер. „След това, ако [им] дадете нов, по-добър инструмент за изследване, [те] изведнъж виждат артерия в седалището, която всъщност не принадлежи там“, обясни той. „Точно така се чувстваме относно новите открития.“
Изследователите смятат, че новооткритите петна може да са субдуцирани плочи, до голяма степен защото сеизмичните вълни преминават през тях с еднаква скорост. Но това не гарантира, че са едно и също нещо и са необходими още изследвания, за да се прецени дали всъщност са еднакви.
„Трябва да изчислим различните параметри на материала, които биха могли да генерират наблюдаваните скорости на различните видове вълни“, каза Шутен. „По същество трябва да се потопим по-дълбоко в свойствата на материала, които стоят зад скоростта на вълната.“
Източник за статията
Потенциални участъци от древната земна кора, понякога наричани „потънали светове“, може би току-що са били открити дълбоко в мантията, благодарение на нов начин за картографиране на вътрешността на нашата планета. Тези мистериозни петна обаче се появяват на места, където не би трябвало, което кара изследователите да се чудят.
В продължение на десетилетия учените изграждат по-добра картина на вътрешността на Земята, като използват сеизмографи - 3D изображения, създадени чрез измерване на това как сеизмичните вълни от земетресения отекват дълбоко в нашата планета. Този метод е помогнал на учените да идентифицират древни участъци от земетресението, известни като субдуктирани плочи, които са били издърпани в мантията през зони на субдукция, където се срещат тектоничните плочи. Например, през октомври 2024 г. изследователите обявиха откриването на участък от морското дъно, който е потънал дълбоко в мантията под Великденския остров.
В проучване, публикувано на 4 ноември 2024 г. в списанието Scientific Reports, изследователите разкриха, че са открили „многобройни“ потенциални субдуктирани плочи в цялата земна мантия, използвайки нов тип сеизмографско изображение. (Досега е разкрита малко информация за размера, формата и точното местоположение на петната.)
Въпреки това, за разлика от идентифицираните преди това субдукирани плочи, които се намират в райони, където тектонични плочи в момента се сблъскват или са се сблъсквали преди това, някои от новите аномалии се намират на места, където никога не е имало известна тектонична активност, като например под западната част на Тихия океан. В резултат на това не е ясно как са се озовали там.
„Това е нашата дилема“, каза Томас Шутен, докторант в Геоложкия институт ETH Zurich в Швейцария, в изявление, публикувано на 7 януари. „С новия модел с висока резолюция можем да видим такива аномалии навсякъде в земната мантия. Но не знаем точно какви са те.“
Има и други потенциални обяснения за новокартираните петна. Например, те може да са направени от подобен на кора материал, останал от създаването на мантията преди 4 милиарда години. Или може да се състоят от друг подобен плътен материал, който е нараснал в мантията през последните няколкостотин милиона години.
Това обаче са само алтернативни теории. В момента идентичността на тези петна остава „голяма мистерия“, пишат представители на ETH Zurich в изявлението.
Откриване на „потънали светове“
Досега всичко, което знаем за вътрешностите на Земята, идваше от комбинирането на различни сеизмографи, създадени от различни отделни земетресения по целия свят. Но в новото проучване изследователите използваха нов метод, известен като инверсия на пълна вълнова форма, който използва компютърни модели, за да комбинира тези сеизмографи в едно ясно изображение.
Това е изчислително интензивен метод и за да го изпълнят, изследователите трябваше да пуснат модела на суперкомпютъра Piz Daint в Швейцарския национален суперкомпютърен център в Лугано - бившият най-мощният компютър в Европа - за да обработят числата.
Съавторът на изследването Андреас Фихтнер, сеизмолог в ETH Zurich, създал модела с пълна вълнова форма, използван в новото изследване, сравни използването на инверсия с пълна вълнова форма с напредъка в медицинското изобразяване. Представете си, че лекар изучава кръвоносната система от десетилетия, каза Фихтнер. „След това, ако [им] дадете нов, по-добър инструмент за изследване, [те] изведнъж виждат артерия в седалището, която всъщност не принадлежи там“, обясни той. „Точно така се чувстваме относно новите открития.“
Изследователите смятат, че новооткритите петна може да са субдуцирани плочи, до голяма степен защото сеизмичните вълни преминават през тях с еднаква скорост. Но това не гарантира, че са едно и също нещо и са необходими още изследвания, за да се прецени дали всъщност са еднакви.
„Трябва да изчислим различните параметри на материала, които биха могли да генерират наблюдаваните скорости на различните видове вълни“, каза Шутен. „По същество трябва да се потопим по-дълбоко в свойствата на материала, които стоят зад скоростта на вълната.“
Tags:
Земята и нейните тайни