Ученые обнаружили скрытый слой частично расплавленной породы, расположенный на глубине около 150 км ниже поверхности Земли, который может разгадать древние загадки о движении тектонических плит. Об этом свидетельствуют результаты нового исследования.
Предыдущие исследования обнаружили намеки на этот слой в изолированных районах, но новое исследование показывает, что он простирается через гораздо большее количество подземных регионов планеты, чем ожидалось.
Открытие этой зоны говорит о том, что расплавленные породы, протекающие через верхнюю мантию (часть Земли, которая находится непосредственно под поверхностью и земной корой), могут играть лишь незначительную роль в сдвигах тектонических плит по сравнению с другими силами, такими как теплообмен в этом подземном регионе. Важно это понимать, ведь движение тектонических плит способствовало, например, расцвету жизни на Земле. Лучшее знание этой области может даже помочь исследовать другие планетарные миры с аналогичной динамикой.
Мы все знакомы с современной картой мира с семью континентами и мировыми океанами, но это лишь одна из многих граней, которые Земля изменила за миллиарды лет. Наша планета тектонически активна, что означает, что огромные плиты горных пород со временем смещаются по ее поверхности. В результате глобальный характер суши и океанов меняется по мере того, как эти плиты раздвигаются, ударяются друг о друга или погружаются в мантию.
Например, когда динозавры начали рождаться 250 миллионов лет назад, большая часть суши Земли была смята на суперконтиненте Пангея. По некоторым прогнозам, еще через 300 миллионов лет Азия и Северная Америка могут столкнуться и образовать новый континент. В дополнение к изменению поверхности Земли, эти движущиеся плиты поддерживают пригодность нашего мира для жизни, помогая поддерживать стабильный климат, среди других преимуществ.
Тектонические плиты дрейфуют над областью верхней мантии Земли, называемой астеносферой, но есть много открытых вопросов о точной динамике этого критического процесса. В частности, подробности о нижней границе астеносферы, которая находится на глубине около 150 км ниже поверхности планеты, остались неизвестными.
Теперь ученые во главе с Цзюньлинь Хуа, докторантом по наукам о Земле в Техасском университете в Остине, обнаружили скрытый слой мягкой породы на дне астеносферы, который, по-видимому, простирается по крайней мере до 44% поверхности планеты, а возможно, и больше. Несмотря на такую огромную длину, эта частично расплавленная зона не оказывает существенного влияния на крупномасштабную вязкость астеносферы, то есть она, вероятно, не играет важной роли в тектонике плит. Согласно исследованию, такой вывод поможет усовершенствовать модели движущихся частей Земли.
Составляя карту, Хуа заметила, что сейсмические волны замедляются, когда они входят в скрытый слой расплавленной породы, который покрывает большую часть земного шара на глубине 150 километров под поверхностью. Команда назвала эту зону «PVG-150», что означает «положительный градиент скорости на глубине 150 километров».
Затем исследователи изучили, влияет ли присутствие PVG-150 в определенных местах на тектонический поток в тех же областях. Интересно, что они не обнаружили корреляции между расплавленной породой и движением плит, предполагая, что присутствие этих пород не так важно для тектонического потока, как другие силы в астеносфере, такие как колебания температуры и давления.
В дополнение к открытию нового слоя Земли, исследование может упростить модели тектоники плит, ограничив воздействие расплавленной породы. Новое исследование также помогает пролить новый свет на нижний слой астеносферы, что может помочь ученым разгадать тайны того, как тектоника плит возникла на нашей планете и насколько широко она может быть распространена в других мирах.
