Карта течений в мантии Земли показывает, что поверхность движется вверх и вниз «как йо-йо»

Исследователи составили первый в мире набор наблюдений за движением мантии Земли — 3000-километрового слоя горячих силикатных пород между корой и ядром. Оказалось, что оно сильно отличается от предсказаний геологов за последние 30 лет.

Группа из Кембриджского университета использовала более 2000 измерений, взятых из мирового океана, чтобы заглянуть под земную кору и наблюдать хаотичный характер течения мантии, которое заставляет поверхность над ней подниматься и опускаться. Эти движения оказывают огромное влияние на современный облик Земли — циркуляция вызывает образование гор, вулканизм и другую сейсмическую активность в местах, лежащих в середине тектонических плит, например, на Гавайях и в некоторых частях США.

Они обнаружили, что волнообразные движения мантии происходят со скоростью на порядок выше, чем предполагалось ранее. Результаты, опубликованные в журнале Nature Geoscience, имеют значение для многих дисциплин, включая изучение океанической циркуляции и изменений климата в прошлом.

«Хотя мы говорим о временных масштабах, которые кажутся невероятно долгими для вас или меня, в геологических терминах поверхность Земли подпрыгивает вверх и вниз, как йо-йо», — сказал ведущий автор статьи доктор Марк Хоггард из Отдела наук о Земле Кембриджа. «За период в миллион лет, который является нашей стандартной единицей измерения, движение мантии может вызвать перемещение поверхности на сотни метров вверх или вниз».

Помимо геологов, движение мантии Земли представляет интерес для нефтегазового сектора, поскольку эти движения также влияют на скорость переноса осадков и генерации углеводородов.

Исследователи проанализировали сейсмические съемки мирового океана и составили глобальную базу данных движений мантии, изучив вариации глубины океанического дна. Они выяснили, что мантия конвектирует хаотичным образом, но с пространственными масштабами порядка 1000 километров, а не 10 000, как предсказывалось.

«Эти результаты будут иметь далеко идущие последствия, например, для того, как мы картируем циркуляцию мирового океана в прошлом, на которую влияет скорость поднятия и опускания морского дна, блокирующего путь течениям», — отметил Хоггард. «Учитывая, что поверхность движется гораздо быстрее, чем мы думали ранее, это также может повлиять на такие вещи, как стабильность ледяных шапок, и помочь нам понять изменения климата в прошлом».