Недра Земли содержат обширные горные хребты с вершинами, в четыре раза превышающими высоту Эвереста.
Это был яркий летний день в Антарктиде. Сквозь замерзшие ресницы Саманта Хансен моргнула, увидев безликий пейзаж: белая стена, где верх был таким же, как и низ, а земля плавно переходила в небо. В этих дезориентирующих условиях при температуре около -62 градусов по Цельсию (-80 градусов по Фаренгейту) она нашла подходящее место на снегу и достала лопату.
Хансен находился в унылых недрах континента — не в сравнительно благоухающей, живописной Антарктиде, которую можно увидеть на круизных лайнерах, а в неумолимой среде, на которую даже местная дикая природа редко бросала вызов. В составе группы из Университета Алабамы и Аризонского государственного университета она искала скрытые «горные» хребты — вершины, на которые никогда не ступала нога исследователя и никогда не освещал солнечный свет. Эти горы находятся глубоко внутри Земли.
Это был 2015 год, и исследователи были в Антарктиде, чтобы установить сейсмологическую станцию — оборудование, наполовину засыпанное снегом, которое позволило бы им изучать недра нашей планеты. Всего команда установила 15 по всей Антарктиде.
Обнаруженные ими горообразные структуры совершенно загадочны. Но команда Хансена обнаружила, что эти зоны сверхнизких скоростей или ULVZ, как их еще называют, также, вероятно, будут почти повсеместными — где бы вы ни находились, они могут скрываться далеко у вас под ногами. «Мы нашли свидетельства существования УЛВЗ везде [мы искали]», — говорит Хансен. Вопрос - какие они? А что они делают внутри нашей планеты?
Тайна истории
Странные внутренние горы Земли находятся на критическом пороге: между металлическим ядром планеты и окружающей каменистой мантией. Этот резкий переход, как указывает команда Хансена, даже более радикален, чем изменение физических свойств твердой породы и воздуха . Это дразнило экспертов на протяжении десятилетий — столь же загадочно, сколь и влиятельно в геологии планеты.
Хотя «граница между ядром и мантией» находится в тысячах километров от поверхности Земли, между ее непостижимыми глубинами и нашим миром существует удивительная взаимосвязь. Считается, что это своего рода кладбище для древних кусков океанского дна — и это может даже быть причиной существования вулканов в неожиданных местах, таких как Гавайи , создавая перегретые дороги к земной коре .
История глубоких гор Земли началась в 1996 году , когда ученые исследовали границу между ядром и мантией глубоко под центральной частью Тихого океана. Они сделали это, изучая сейсмические волны, создаваемые массовыми сотрясениями земли: обычно это землетрясения, хотя ядерные бомбы могут достичь того же эффекта. Эти волны проходят прямо через Землю и могут быть обнаружены сейсмическими станциями в других местах на ее поверхности, иногда на расстоянии более 12 742 км (7 918 миль) от того места, где они возникли. Изучая пути, по которым проходят волны, например то, как они преломляются в различных материалах, ученые могут собрать воедино рентгеновскую картину внутренней части планеты.
Когда исследователи изучили волны, вызванные 25 землетрясениями, они обнаружили, что они необъяснимым образом замедляются, когда достигают зубчатого участка на границе ядра и мантии. Этот огромный потусторонний горный массив был очень изменчивым — некоторые вершины простирались на 40 км (24,8 мили) вглубь мантии, что в 4,5 раза превышает высоту Эвереста. Между тем, другие были высотой всего 3 км (1,7 мили).
С тех пор подобные горы были обнаружены в разбросанных местах по всему ядру. Некоторые из них особенно велики: один экземпляр монстра занимает участок шириной 910 км (565 миль) под Гавайями.
Однако по сей день никто не знает, как они туда попали и из чего они сделаны.
Одна из идей состоит в том, что горы — это части нижней мантии, перегретые из -за их близости к раскаленному ядру Земли. В то время как температура мантии может достигать 3700°C (6692F), это относительно мягко — ядро может достигать максимума изгибания атомов в 5500°C (9932F) — это недалеко от температуры на поверхности Солнца. Предполагается, что самые горячие части границы ядра и мантии могут стать частично расплавленными — и это то, что геологи называют ULVZ .
В качестве альтернативы, глубокие горы Земли могут быть сделаны из материала, немного отличающегося от окружающей мантии. Невероятно, но считается, что они могли быть остатками древней океанической коры, которая исчезла в ее глубинах, в конце концов погрузившись за сотни миллионов лет, чтобы осесть прямо над ядром.
В прошлом геологи искали подсказки во второй загадке. Глубоководные горы, как правило, находятся рядом с другими загадочными структурами: огромными пятнами или большими областями с низкой скоростью сдвига (LLSVP). Их всего две: аморфная глыба под названием «Тузо» под Африкой и другая, известная как «Джейсон» под Тихим океаном. Считается, что они действительно первобытные, возможно, им миллиарды лет. Опять же, никто не знает, что это такое и как они туда попали. Но их непосредственная близость к горам привела к убеждению, что они каким-то образом связаны между собой.
Один из способов объяснить эту связь состоит в том, что все это действительно началось с того, что тектонические плиты соскользнули в мантию Земли и опустились к границе между ядром и мантией. Затем они медленно распространяются, образуя множество структур, оставляя за собой след из гор и пятен. Это означало бы, что оба они сделаны из древней океанической коры: комбинации базальтовой породы и отложений со дна океана, хотя и преобразованных под воздействием сильной жары и давления.
Но существование глубоких гор под Антарктидой может противоречить этому, предполагает Хансен. «Большая часть нашего исследовательского региона, южное полушарие, находится довольно далеко от этих более крупных структур».
Холодный квест
Чтобы установить свои антарктические сейсмологические станции, Хансен и ее команда вылетели в подходящие места на вертолетах и небольших самолетах, поместив оборудование в снег по пояс — некоторые у побережья, под любопытными взглядами местных пингвинов, другие внутри страны.
Всего через несколько дней появились первые результаты. Приборы могут обнаруживать землетрясения практически в любой точке планеты — «Если они достаточно большие, мы можем их увидеть», — говорит Хансен, — и возможностей для этого предостаточно. Национальный информационный центр США по землетрясениям ежедневно регистрирует около 55 землетрясений по всему миру .
Хотя определение горных хребтов глубоко под землей уже проводилось раньше, никто никогда не проверял их ниже Антарктиды. Это не рядом ни с загадочными каплями, ни с тем местом, где недавно упали какие-либо тектонические плиты. Тем не менее, к удивлению команды, они находили их на каждом участке, который исследовали.
Раньше считалось, что горы разбросаны рядом с местами, занятыми пятнами. Но результаты Хансена предполагают, что они могут образовывать сплошное одеяло, обертывающее ядро Земли.
Для проверки этой идеи потребуется гораздо больше исследований: до исследования Антарктики было проверено всего 20% границы ядра и мантии. «Но мы надеемся заполнить этот пробел», — говорит Хансен, который объясняет, что это также зависит от разработки новых методов идентификации более мелких структур. В некоторых регионах структуры УЛВЗ больше похожи на узкие плато, чем на горы, поэтому увидеть весь слой пока невозможно — они не видны на сейсмографах, если вообще есть.
Однако, если горы действительно так широко распространены, это будет иметь значение как для того, из чего они сделаны, так и для того, как они связаны с более крупными каплями. Могли ли небольшие остатки тектонических плит размером с гору действительно оказаться разбросанными так далеко от более крупных сгустков?
Что бы мы ни обнаружили, странным образом стыкуется то, что холодный инопланетный ландшафт Антарктиды дал нам ключ к разгадке странных, перегретых гор глубокой Земли.
No comments:
Post a Comment