Понимание строения Земли под Гавайями

Исследователи из MIT, Имперского колледжа Лондона, Университета Райса и Института наук о Земле во Франции представили прямое доказательство латеральных вариаций в составе мантии под Гавайями. Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, дают новые ключевые представления об эволюции Земли за 4,5 миллиарда лет.

Это открытие важно для понимания мантийной конвекции и химической эволюции планеты. Теория тектоники плит описывает движение литосферных плит, которое управляется процессами в мантии. Однако визуализация её состава и термического состояния оставалась сложной задачей. Новые данные свидетельствуют, что в относительно тёплой низковязкой среде возле мантийных восходящих потоков под Гавайями происходит сегрегация базальтового и гарцбургитового материала, создавая композиционную неоднородность.

«Базальт и гарцбургит трудно разделить в холодных средах. Однако они могут сегрегировать в относительно тёплых низковязких средах, например, возле мантийных восходящих потоков, потенциально создавая основной источник композиционной неоднородности в мантии Земли», — поясняет ведущий автор Чуньцюань Ю.

Команда использовала сейсмическую технику анализа SS-предшественников — отражённых от границ раздела сдвиговых волн. Применив новый метод массива и анализ амплитуды в зависимости от удаления (AVO), они обнаружили сильные латеральные вариации упругих свойств на границе 660 км, но не на границе 410 км. Термодинамическое моделирование исключило тепловое происхождение этих вариаций, указав на изменение состава мантии.