У надрах Землі виявили два острови розміром з континенти: що криється глибоко в їхніх таємницях?

Група вчених виявила дві гігантські структури у глибоких шарах Землі, що за розмірами можна порівняти з цілими континентами. За оцінками дослідників, вік цих утворень, які отримали назву "острови", може перевищувати 500 мільйонів років. Вони знаходяться приблизно на 2000 кілометрів під поверхнею планети.

Дослідження, проведене вченими Утрехтського університету та опубліковане у журналі Nature, показало, що ці області значно гарячіші за навколишню мантію. Їхні фізичні параметри вказують на необхідність перегляду сучасних уявлень про внутрішню будову Землі.

Йдеться про два основні регіони мантії: один під Африканським континентом, інший – під Тихим океаном. Висота кожного з них досягає близько 1000 кілометрів, що у понад 100 разів перевищує висоту Евересту, найвищої гори світу.

Вперше ці структури були виявлені наприкінці XX століття під час аналізу сейсмічних хвиль, що виникають під час сильних землетрусів. Сейсмологи використовують коливання Землі для дослідження її внутрішньої будови. Виявлені аномалії отримали назву Large Low Seismic Velocity Provinces (LLSVPs), тобто великі області з низькою швидкістю сейсмічних хвиль. У цих зонах хвилі рухаються повільніше через високі температури матеріалу.

Навколо "островів" розташовані холодні ділянки, які називають "кладовищами" тектонічних плит. Вони формуються через субдукцію, коли одна плита земної кори занурюється під іншу. З часом плити охолоджуються і накопичуються на великій глибині, залишаючись холоднішими за навколишню мантію.

Для детальнішого аналізу LLSVPs дослідники застосували новий метод вивчення сейсмічних хвиль, враховуючи не тільки швидкість їх поширення, а й ступінь затухання – втрату енергії під час проходження крізь матеріал. Результати показали, що всередині "островів" хвилі майже не втрачають енергію, хоча ці області гарячіші за навколишню мантію. У холодних "кладовищах" тектонічних плит затухання хвиль спостерігається значне.

Одним із чинників цього явища є розмір мінеральних зерен у породах. У холодних занурених плитах мінерали дробляться на дрібні зерна, через що сейсмічні хвилі втрачають енергію на межах між зернами. В "островах" зерна значно більші, тому хвилі проходять майже без втрат. Це пояснює також великий вік структур, оскільки формування великих зерен займає сотні мільйонів років.

Дані свідчать, що ці області не беруть активної участі у конвекційних процесах мантії та залишаються стабільними протягом тривалого часу, у той час як навколишня мантія постійно оновлюється через рух тектонічних плит.

Відкриття має велике значення для розуміння еволюції Землі. Мантія впливає на процеси на поверхні планети, включаючи формування гір та вулканічну активність. Мантійні плюми – потоки гарячого матеріалу, що піднімаються з глибини – часто з’являються на краях цих структур та можуть викликати активну вулканічну діяльність, як на Гавайських островах.

Сейсмологи досліджують такі глибокі регіони, використовуючи дані про потужні землетруси, особливо ті, що відбуваються на великій глибині. Наприклад, землетрус у Болівії 1994 року на глибині близько 650 кілометрів не спричинив руйнувань на поверхні, але надав цінну інформацію про будову внутрішніх шарів планети.

Завдяки мережам сейсмометрів, що працюють з 1970-х років, дослідники можуть аналізувати навіть старі землетруси та отримувати нові дані про внутрішню структуру Землі. Подальше дослідження гігантських "островів" дозволить точніше зрозуміти роботу внутрішнього "двигуна" планети та його вплив на процеси на поверхні.