Ученые получили самую детальную на тот момент карту геологической структуры под Южным полушарием Земли — и обнаружили нечто неожиданное. На глубине около 2 900 километров может находиться древнее океанское дно, которое частично или даже полностью окружает ядро планеты.
Именно там проходит граница между двумя огромными слоями Земли: жидким металлическим внешним ядром и каменистой мантией. Эта зона называется границей ядра и мантии.
Исследование было опубликовано в 2023 году. Геолог Саманта Хансен из Университета Алабамы, комментируя результаты, отметила, что сейсмические исследования дают ученым самые точные изображения внутреннего строения Земли. И теперь становится ясно: эта структура гораздо сложнее, чем считалось раньше.
Чтобы заглянуть так глубоко, Хансен и ее коллеги использовали 15 станций наблюдения, установленных в антарктическом льду. В течение трех лет они отслеживали сейсмические волны от землетрясений.
Когда такие волны проходят через планету, они меняют скорость и отражаются от разных материалов. По этому поведению ученые могут понять, что находится внутри Земли.
В некоторых участках волны двигались особенно медленно. Такие зоны называют областями сверхнизкой скорости, или ULVZ. Геофизик Эдвард Гарнеро из Университета штата Аризона рассказал, что команда обнаружила тонкие необычные участки материала на границе ядра и мантии практически везде, где проводила измерения.
Толщина этого слоя меняется: где-то это всего несколько километров, а где-то — десятки километров. По словам Гарнеро, это похоже на «горы» на поверхности ядра, которые в некоторых местах могут быть в пять раз выше Эвереста.
Главная версия исследователей: эти зоны могут быть древней океанической корой, которая миллионы лет назад ушла глубоко внутрь планеты.
При этом она находится не рядом с известными зонами субдукции — местами, где тектонические плиты погружают породу в недра Земли. Однако моделирование показало, что конвекционные потоки могли переместить древнее океанское дно туда, где оно находится сейчас.
Ученые признают, что по движению сейсмических волн сложно с полной уверенностью определить типы пород и их перемещение. Другие объяснения пока не исключаются. Но на данный момент версия с древним океанским дном выглядит наиболее вероятной.
Есть и более смелое предположение: этот тонкий слой древней океанической коры может окружать все ядро Земли. Проверить это трудно, потому что слой очень тонкий. Будущие сейсмические исследования должны помочь собрать более полную картину.
Открытие важно не только само по себе. Оно может помочь геологам лучше понять, как тепло из более горячего и плотного ядра переходит в мантию.
Разница между ядром и мантией огромна — даже больше, чем между твердыми породами на поверхности Земли и воздухом над ними. Поэтому изучение этой глубинной границы помогает понять процессы, которые управляют всей планетой.
По словам Саманты Хансен, это исследование связывает поверхностные и глубинные структуры Земли и помогает лучше понять общие механизмы, которые приводят планету в движение.
Работа была опубликована в журнале Science Advances.
