Два странных образования, находящихся примерно в 2000 километров под нашими ногами, сбили с толку ученых и перевернули традиционные представления о внутреннем устройстве нашей планеты.

 
What lies below? A cutaway of Earth down to the liquid core shows the swirling mantle rock (dark blue). Made from a numerical convection model, the image shows mysterious structures underneath the Pacific Ocean that some researchers believe hold the clue to unlocking mysteries of Earth’s past (light blue). Credit: Mingming Li/Arizona State University
By Jenessa Duncombe 27 February 2019

Источник: eos.org

Два образования размером с континент и высотой более Эвереста уже не первый год не дают ученым покоя. Их обнаружили еще в 1970-х, после того, как в распоряжении науки появился метод сейсмической томографии, позволяющий ученым изучать внутренности планеты. Два образования, которые специалисты с юмором называют "пузырями", расположились под земной мантией, прямо над внешним ядром. Каменные структуры, как подозревают ученые, имеют очень высокую температуру, и именно в них, возможно, кроется разгадка прошлого нашей планеты и даже возникновения на ней жизни. Ведь, как утверждают геологи, жизнь на Земле появилась, в том числе, благодаря тектоническим движениям плит. А как подозревают геологи, именно два гигантских "пузыря", возможно, обусловливают тектонические сдвиги плит, а также ряд других процессов, включая вулканическую деятельность.

The blobs sit atop the outer core. Credit: Sanne Cottaar

Источник: eos.org

Одно из странных образований находится под Тихим океаном, а другая - под Африкой и частью Атлантики. Как говорят исследователи, они похожи на гигантские горные массивы, разграничивающие мантию и ядро Земли примерно на полпути к ее центру. "В этих местах происходит нечто странное, - говорит профессор геологии Эд Гарнеро из Университета Аризоны. - По неизвестным причинам сейсмические волны, проходя через эти образования, замедляются". Впрочем, это единственное, о чем ученые знают достоверно: "пузыри" до сих пор остаются для них загадкой практически во всем.

 
The blobs, seen from the (a) North and (b) South Poles. The two-toned structures show the shapes of the blob based on the agreement of five different models (brown) and three different models (tan). Credit: Cottaar and Lekic, 2016, https://doi.org/10.1093/gji/ggw324

Источник: eos.org

На сегодня главным вопросом ученых к "пузырям" считается вопрос об их плотности. Из чего они сделаны - из плотной и тяжелой, неизвестной до сих пор породы, или из пористого лавового камня, как земные слои выше? Увы, исследователи пока не могу этого выяснить по вполне объективным обстоятельствам: сегодня способов изучить глубинные слои планеты ученым сложнее, чем узнать поближе Венеру или Марс. "Мы знаем о том, что происходит у нас под ногами, меньше, чем о происходящем на Солнце", - жалуется исследовательница Пола Колмейер из Университетского колледжа Лондона. А пока вопрос о плотности "пузырей" не получит ответа, ученые не смогут проверить многие свои предположения - например, предположение о том, что именно эти странные образования обусловливают появление активных вулканов, формирующих цепи островов, такие, как Гавайи, а в прошлом, миллионы лет назад, были ответственны за несколько суперизвержений, чуть не стеревших все живое с лица Земли.
 
The Kīlauea volcano on the Big Island in Hawaii comes from hot spot volcanism, which scientists believe could be linked to the blobs. Credit: iStock.com/Frizi

Источник: eos.org

Многие знают об океанских приливах, но немногие в курсе, что те же космические силы, которые влияют на океаны, воздействуют и на земную кору. Подобно океану, она также вздымается и опадает дважды в день, и ее колебания в некоторых местах достигают 40 сантиметров. По наблюдениям ученых, над странными "пузырями" колебания проходят совсем не так, как в остальных местах планеты. Здесь они заметно сильнее. Это открытие дало возможность ученым наметить новое возможное направление для исследования "пузырей". "Приливы и отливы в структуре твердой Земли очень чувствительны к плотности вещества", - говорит Гарриет Лау, научная сотрудница Гарвардского университета. Исходя из этой особенности, ученые стали изучать плотность "пузырей", замеряя силу колебаний, в том числе после землетрясений. Результаты позволили, в частности, Поле Колмейер и ее команде предположить, что "пузыри", возможно, значительно менее плотны, чем окружающая материя. Впрочем, пока эти исследования находятся в самом начале, и, как признают сами ученые, в настоящее время они не могут делать никаких выводов с полной уверенностью.
 
Seismic tomography image of a portion of the African blob and the mantle plumes coming off of it (left). The blob, called LLSVP, sits at the base of the mantle, and slow-wave velocity regions above the blob could indicate plumes or upwelling. A simplified image of the structures is shown on the right. Credit: Maria Tsekhmistrenko

Источник: eos.org

Несколько месяцев назад аспирантка Мария Цехмистренко из Оксфордского университета представила карту "пузыря", расположенного под Африкой, целиком составленного с помощью сейсмической томографии. Проект по отслеживанию структуры "пузыря" с помощью сейсмодатчиков, установленных на океанском дне в районе Мадагаскара, продолжался несколько месяцев. В результате на изображении, полученном Цехмистренко и ее командой, была составлена 3D-карта "пузыря". На ней он выглядит как дерево, широкие корни которого уходят в земные глубины, а многочисленные ветви тянутся к поверхности, дотягиваясь до нее ровно в тех точках, где расположены действующие вулканы. "Мы сначала даже не поверили в то, что увидели!" - говорит Цехмистренко. Впрочем, при всей важности проведенной работы, из нее, опять-таки, пока невозможно сделать однозначных выводов о том, в какой мере "пузыри" стимулируют вулканическую деятельность на планете. Однако ученые убеждены, что без их влияния тут не обходится.
 
Scientists’ shifting ideas of what mantle plumes may look like, through several examples in the literature (Morgan, 1971, https://doi.org/10.1038/230042a0; Foulger et al., 2000, https://doi.org/10.1046/j.1365-246x.2000.00245.x; Torsvik et al., 2010, https://doi.org/10.1038/nature09216; French and Romanowicz, 2015, https://doi.org/10.1038/nature14876). Credit: Maria Tsekhmistrenko

Источник: eos.org

Впрочем, ученые полны решимости разгадать загадку "пузырей". "Они - одни из самых крупных образований внутри Земли, и мы до сих пор не знаем, что они собой представляют и откуда взялись, - говорит геолог Вед Лекис из Университета Мэриленда. - В их загадочности кроется их главная притягательность". Ученые уверены, что изучение "пузырей" и их влияния на земные вулканы будет долгим и непростым, но не меньше они уверены в своей будущей победе над непознанным и в грядущем открытии тайны загадочных "пузырей".

Источник: eos.org  — Автор перевода "Болонка королевы", переведено специально для fishki.net

прислано пользоавтелем Григорий Разгон

• • 100
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5