Согласно анализу сейсмических волн, разносящихся по всей планете, две огромные массы в глубине Земли могли оставаться стабильными на протяжении миллиардов лет, пережив мощную бурную деятельность внутри нее.
«Когда происходит большое землетрясение, вся Земля расширяется и сжимается, как колокол», — говорит Арвен Дойсс из Утрехтского университета в Нидерландах. «Земля становится музыкальным инструментом».
Десятилетия назад измерения таких сейсмических волн выявили две странные структуры размером с континент, одну под Тихим океаном и одну под Африкой. Они простираются почти на 1000 километров вверх от внешнего ядра в нижнюю мантию, медленно движущийся слой между земной корой и ядром.
Поскольку сейсмические волны проходят через эти объекты медленнее, их называют «крупными провинциями с низкой скоростью сдвига» или LLSVP. Но об их составе или происхождении известно немногое.
Чтобы получить больше информации, Деусс с коллегами проанализировали, как эти регионы гасят энергию сейсмических волн, а также изменяют скорость волн. Такие измерения могут раскрыть информацию о температуре и составе LLSVP, а также об их форме и размере.
Исследователи ожидали обнаружить, что структуры, которые, как считается, являются горячими по сравнению с окружающими территориями, будут значительно гасить сейсмические волны. «И вот, мы обнаружили обратное», — говорит Деусс.
Чтобы объяснить отсутствие затухания даже при высоких температурах, исследователи предполагают, что LLSVP должны состоять из минералов с крупными кристаллами, которые могут оставаться стабильными при высокой температуре. Это также предполагает, что провинции очень вязкие и могут сохранять стабильность, даже когда мантия движется вокруг них.
Эта стабильность также может означать, что эти объекты чрезвычайно старые, с происхождением, уходящим по крайней мере на полмиллиарда лет назад и, возможно, даже к формированию планеты более 4 миллиардов лет назад, говорит Деусс. Они могут служить резервуарами для первичного материала — неизмененного с тех пор, как Земля обрела форму — который иногда достигает поверхности через вулканы.