Геологи обнаружили загадочную зону субдукции глубоко под Тихим океаном, изменив наши представления о недрах Земли.
Команда из Мэрилендского университета обнаружила остатки древнего морского дна, используя новые сейсмические методы, предлагая новые взгляды на глубинные структуры Земли. Эта находка предполагает более медленное, чем ожидалось, движение субдуцированного материала, что влияет на теории внутренней динамики Земли.
Открытие древнего морского дна
Ученые из Мэрилендского университета обнаружили остатки доисторического морского дна, которое погрузилось в глубины Земли во времена динозавров, поставив под сомнение преобладающие взгляды на внутреннюю структуру Земли. Найденный на Восточно-Тихоокеанском поднятии, тектонической границе на дне юго-восточной части Тихого океана, этот ранее неисследованный участок морского дна раскрывает новые аспекты внутренних процессов нашей планеты и ее преобразующей истории на протяжении миллионов лет. Результаты работы группы были опубликованы 27 сентября 2024 года в журнале Science Advances .
Прорывы в области сейсмической визуализации
Под руководством постдокторанта геологии Цзинчуаня Вана команда использовала инновационные методы сейсмической визуализации, чтобы заглянуть глубоко в мантию Земли, слой между корой и ядром нашей планеты. Они обнаружили необычно толстую область в переходной зоне мантии, регионе, расположенном примерно на глубине от 410 до 660 километров под поверхностью Земли.
Зона разделяет верхнюю и нижнюю мантии, расширяясь или сжимаясь в зависимости от температуры. Команда полагает, что недавно обнаруженное морское дно может также объяснить аномальную структуру Тихоокеанской большой провинции с низкой скоростью сдвига (LLSVP) — массивной области в нижней мантии Земли — поскольку LLSVP, по-видимому, разделена плитой.
Открытие древнего морского дна
Ученые из Мэрилендского университета обнаружили остатки доисторического морского дна, которое погрузилось в глубины Земли во времена динозавров, поставив под сомнение преобладающие взгляды на внутреннюю структуру Земли. Найденный на Восточно-Тихоокеанском поднятии, тектонической границе на дне юго-восточной части Тихого океана, этот ранее неисследованный участок морского дна раскрывает новые аспекты внутренних процессов нашей планеты и ее преобразующей истории на протяжении миллионов лет. Результаты работы группы были опубликованы 27 сентября 2024 года в журнале Science Advances .
Прорывы в области сейсмической визуализации
Под руководством постдокторанта геологии Цзинчуаня Вана команда использовала инновационные методы сейсмической визуализации, чтобы заглянуть глубоко в мантию Земли, слой между корой и ядром нашей планеты. Они обнаружили необычно толстую область в переходной зоне мантии, регионе, расположенном примерно на глубине от 410 до 660 километров под поверхностью Земли.
Зона разделяет верхнюю и нижнюю мантии, расширяясь или сжимаясь в зависимости от температуры. Команда полагает, что недавно обнаруженное морское дно может также объяснить аномальную структуру Тихоокеанской большой провинции с низкой скоростью сдвига (LLSVP) — массивной области в нижней мантии Земли — поскольку LLSVP, по-видимому, разделена плитой.
Взгляд изнутри на погруженное морское дно
«Эта утолщенная область похожа на окаменевший отпечаток древнего куска морского дна, который погрузился в Землю примерно 250 миллионов лет назад», — сказал Ван. «Это дает нам возможность заглянуть в прошлое Земли, чего у нас никогда не было раньше».
Субдукция происходит, когда одна тектоническая плита скользит под другую, перерабатывая поверхностный материал обратно в мантию Земли. Этот процесс часто оставляет видимые свидетельства движения, включая вулканы, землетрясения и глубокие морские впадины. В то время как геологи обычно изучают субдукцию, исследуя образцы горных пород и отложения, обнаруженные на поверхности Земли, Ван работал с профессором геологии Ведраном Лекичем и доцентом Николасом Шмерром, чтобы использовать сейсмические волны для зондирования дна океана. Изучая, как сейсмические волны проходят через различные слои Земли, ученые смогли создать подробные карты структур, скрывающихся глубоко в мантии.
«Эта утолщенная область похожа на окаменевший отпечаток древнего куска морского дна, который погрузился в Землю примерно 250 миллионов лет назад», — сказал Ван. «Это дает нам возможность заглянуть в прошлое Земли, чего у нас никогда не было раньше».
Субдукция происходит, когда одна тектоническая плита скользит под другую, перерабатывая поверхностный материал обратно в мантию Земли. Этот процесс часто оставляет видимые свидетельства движения, включая вулканы, землетрясения и глубокие морские впадины. В то время как геологи обычно изучают субдукцию, исследуя образцы горных пород и отложения, обнаруженные на поверхности Земли, Ван работал с профессором геологии Ведраном Лекичем и доцентом Николасом Шмерром, чтобы использовать сейсмические волны для зондирования дна океана. Изучая, как сейсмические волны проходят через различные слои Земли, ученые смогли создать подробные карты структур, скрывающихся глубоко в мантии.
«Вы можете представить себе сейсмическую визуализацию как нечто похожее на компьютерную томографию. По сути, она позволила нам получить поперечное сечение внутренностей нашей планеты», — сказал Ван. «Обычно океанические плиты материала полностью поглощаются Землей, не оставляя заметных следов на поверхности. Но наблюдение за древней субдукционной плитой с этой точки зрения дало нам новое понимание взаимосвязи между очень глубокими структурами Земли и геологией поверхности, которые ранее не были очевидны».
Медленное движение субдуцированного материала.
То, что обнаружила команда, удивило их — материал перемещался по недрам Земли гораздо медленнее, чем считалось ранее. Ван считает, что необычная толщина области, которую обнаружила команда, предполагает наличие более холодного материала в этой части переходной зоны мантии, намекая на то, что некоторые океанические плиты застревают на полпути вниз, когда они погружаются в мантию.
То, что обнаружила команда, удивило их — материал перемещался по недрам Земли гораздо медленнее, чем считалось ранее. Ван считает, что необычная толщина области, которую обнаружила команда, предполагает наличие более холодного материала в этой части переходной зоны мантии, намекая на то, что некоторые океанические плиты застревают на полпути вниз, когда они погружаются в мантию.
«Мы обнаружили, что в этом регионе материал опускался примерно с половиной ожидаемой нами скорости, что говорит о том, что переходная зона мантии может действовать как барьер и замедлять движение материала через Землю», — пояснил Ван. «Наше открытие открывает новые вопросы о том, как глубины Земли влияют на то, что мы видим на поверхности на огромных расстояниях и в течение длительного времени».
Будущие направления исследований
Заглядывая вперед, команда планирует расширить свои исследования на другие районы Тихого океана и за его пределы. Ван надеется создать более полную карту древних зон субдукции и апвеллинга (геологического процесса, который происходит, когда субдуцированный материал нагревается и снова поднимается на поверхность), а также их влияния на глубинные и поверхностные структуры Земли. С помощью сейсмических данных, полученных в ходе этого исследования, Ван и другие ученые совершенствуют свои модели того, как тектонические плиты двигались на протяжении истории Земли.
Заглядывая вперед, команда планирует расширить свои исследования на другие районы Тихого океана и за его пределы. Ван надеется создать более полную карту древних зон субдукции и апвеллинга (геологического процесса, который происходит, когда субдуцированный материал нагревается и снова поднимается на поверхность), а также их влияния на глубинные и поверхностные структуры Земли. С помощью сейсмических данных, полученных в ходе этого исследования, Ван и другие ученые совершенствуют свои модели того, как тектонические плиты двигались на протяжении истории Земли.
«Это только начало», — сказал Ван. «Мы считаем, что в глубинах Земли есть еще много древних структур, которые ждут своего открытия. Каждая из них может раскрыть много новых идей о сложном прошлом нашей планеты и даже привести к лучшему пониманию других планет за пределами нашей».
Источник: scitechdaily | Теги: Мэрилендский университет, геология, Тихий океан, недра Земли