Глубоко в недрах Земли находится слой, который, по-видимому, может препятствовать процессу переработки земной коры, как это предполагалось. Исследование опубликовано в открытом доступе в журнале Science Advances.
Когда динозавры доминировали на Земле, часть морского дна к западу от Южной Америки была втянута в мантию, когда другая кора наехала на нее. Любопытно, что она сохранилась, несмотря на то, что океанические плиты того же возраста обычно были переработаны в мантию, что говорит о том, что нам нужно подкорректировать наше понимание недр Земли.
Дно океана постоянно формируется в срединно-океанических хребтах , а это значит, что его также нужно постоянно разрушать. Этот процесс происходит в зонах субдукции , когда континентальные плиты наезжают на океанические плиты, заталкивая их в мантию Земли, где они, как считается, сохраняются некоторое время, прежде чем постепенно растворятся.
Однако когда группа под руководством доктора Цзинчуаня Вана из Мэрилендского университета использовала новую сейсмическую технику для изучения структуры мантии под восточной частью Тихого океана, они обнаружили нечто неожиданное в отраженных волнах. Там, где встречаются верхняя и нижняя мантия, находится область, известная как переходная зона мантии. У берегов Южной Америки Ван и его коллеги обнаружили доказательства того, что переходная зона необычайно толстая — простирается от 410 до 660 километров под морским дном.
«Эта утолщенная область похожа на окаменевший отпечаток древнего куска морского дна, который погрузился в Землю примерно 250 миллионов лет назад», — сказал Ван в своем заявлении . «Это дает нам возможность заглянуть в прошлое Земли, чего у нас никогда не было раньше».
Считается, что субдукция продолжалась примерно 120 миллионов лет назад и находится под плитой Наска, но, как полагают, она возникла в результате более раннего события субдукции.
Обычно за столь долгий срок плита должна была бы вернуться в мантию, но авторы полагают, что сохранилось около 14 процентов первоначального объема плиты.
«Мы обнаружили, что в этом регионе материал опускался примерно с половиной скорости, которую мы ожидали, что говорит о том, что переходная зона мантии может действовать как барьер и замедлять движение материала через Землю», — продолжил 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».
Открытие было сделано, потому что команда применила новый, более продвинутый метод сейсмической визуализации, чтобы понять, что происходит внутри мантии.
«Вы можете представить себе сейсмическую визуализацию как нечто похожее на компьютерную томографию. По сути, это позволило нам получить поперечное сечение внутренностей нашей планеты», — сказал Ван.
Два больших вопроса из открытия: насколько необычно это медленное погружение и какое влияние оно оказывает на поведение плиты выше, где это имеет наибольшее значение для нас. Команда объясняет сопротивление переходной зоны тем, что в этой области необычно холодно, относительно говоря, но только повторив исследование в другом месте, мы узнаем, существуют ли другие прохладные места.
Конечно, медленность погружения старой плиты не привела ни к какому замедлению на поверхности. Вместо этого Восточно-Тихоокеанское поднятие является самым быстрораспространяющимся океаническим хребтом в мире.
В то же время команда хочет изучить связь между выживанием плиты и Тихоокеанской большой провинцией с низкой скоростью сдвига (LLSVP), огромной областью нижней мантии, разделенной плитой. Это аналог другой огромной области с низкой скоростью сдвига под Африкой , но она хуже картирована. Субдуцированная плита объясняет разрыв в LLSVP, который ранее был обнаружен, но не понят.
Даже если команда не найдет еще одну медленно тонущую плиту, Ван уверен, что более продвинутая сейсмическая визуализация изменит исследования мантии.
«Это только начало», — сказал он. «Мы считаем, что в глубинах Земли есть еще много древних структур, ожидающих 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».
