Изучение двух областей в мантии Земли показало большие различия в их высоте
Иследование двух областей в мантии Земли, имеющих особую структуру, выявило неожиданные различия в высоте и плотности, заявили ученые, 10 марта сообщает Phys.org.
В мантии Земли есть две массивные каплевидные структуры примерно на противоположных сторонах планеты. Эти структуры, называемые Крупными областями с низкой скоростью сдвига (LLSVPS), размером с континент и в 100 раз выше горы Эверест. Одна находится под Африканским континентом, а другая — под Тихим океаном.
Используя приборы, которые измеряют сейсмические волны, ученые выяснили, что эти два сгустка имеют сложные формы и структуры, но, несмотря на их выдающиеся особенности, мало что известно о том, почему эти сгустки существуют или что привело к их странным формам.
Ученые Университета штата Аризона решили узнать больше об этих двух сгустках, используя геодинамическое моделирование и анализ опубликованных сейсмических исследований. Благодаря своим исследованиям они смогли определить максимальные высоты, которых достигают области, и то, как их объем и плотность, а также окружающая вязкость в мантии могут контролировать их высоту.
Результаты их сейсмического анализа привели к удивительному открытию, что область под Африканским континентом примерно на 1000 км выше, чем пятно под Тихим океаном. По словам ученых, лучшим объяснением огромной разницы в высоте между ними является то, что область под Африканским континентом менее плотная и, следовательно, менее стабильная, чем область под Тихим океаном.
Для проведения исследований ученые разработали и провели сотни имитационных моделей мантийной конвекции. Они тщательно проверили влияние ключевых факторов, которые могут повлиять на высоту областей, включая их объем и контрасты плотности и вязкости по сравнению с их окружением.
Они обнаружили, что для объяснения больших различий в высоте между двумя областями, область под Африканским континентом должна иметь меньшую плотность, чем область под Тихим океаном, что указывает на то, что они могут иметь разный состав и эволюцию.
«Наши расчеты показали, что начальный объем капель не влияет на их высоту, — сказал ведущий автор Цянь Юань из Университета штата Аризона. — Высота сгустков в основном определяется их плотностью и вязкостью окружающей мантии».
«Уровень LLVP в Африке, возможно, повышался в последнее геологическое время, — добавил соавтор Мингминг Ли. — Это может объяснить возвышающийся рельеф поверхности и интенсивный вулканизм в Восточной Африке».
Эти результаты могут коренным образом изменить представление ученых о процессах в глубинной мантии и о том, как они могут повлиять на поверхность Земли. Нестабильный характер сгустка под африканским континентом, например, может быть связан с континентальными изменениями в топографии, гравитации, поверхностном вулканизме и движении плит.
