Улучшенный взгляд на тектонику Земли

Ученые из Кильского университета (Германия) и Британской антарктической службы (BAS) использовали данные миссии GOCE Европейского космического агентства (ESA) для выявления ключевых геологических особенностей литосферы Земли — жесткого внешнего слоя, включающего кору и верхнюю мантию.

Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Scientific Reports, представляет собой шаг вперед в визуализации структуры и строения различных континентов, включая Антарктиду, с помощью спутниковых данных о гравитации. Спутниковая гравиметрия предоставляет новый инструмент для связи удаленного и покрытого льдом континента с остальной частью Земли. Это улучшает понимание глубинной структуры Антарктиды, что особенно важно, поскольку свойства ее литосферы могут влиять и на вышележащие ледниковые щиты.

GOCE измеряет различия в горизонтальных и вертикальных компонентах гравитационного поля — так называемые градиенты. Эти градиенты сложны для интерпретации, поэтому авторы объединили их, чтобы получить более простые «изображения кривизны», которые более четко раскрывают крупномасштабные тектонические особенности Земли.

Ведущий автор, профессор Йорг Эббинг из Кильского университета, сказал: «Наши новые изображения градиентов гравитационного поля со спутника улучшают знания о глубокой структуре Земли. Спутниковые гравитационные данные можно комбинировать с сейсмологическими данными для получения более последовательных трехмерных изображений коры и верхней мантии. Это имеет решающее значение для понимания взаимодействия тектоники плит и динамики глубокой мантии».

Доктор Фаусто Ферраччоли, научный руководитель отдела геологии и геофизики Британской антарктической службы и соавтор исследования, отметил: «Спутниковая гравиметрия революционизирует нашу способность изучать литосферу всей Земли, включая ее наименее изученный континент — Антарктиду. Например, в Восточной Антарктиде мы теперь начинаем видеть более сложную мозаику древних литосферных провинций. GOCE показывает нам фундаментальное сходство, но также и неожиданные различия между ее литосферой и другими континентами, с которыми она была соединена до 160 миллионов лет назад».

Новое исследование представляет взгляд на континентальную кору и верхнюю мантию Земли, ранее недостижимый с использованием только глобальных сейсмических моделей. Авторы отметили, что, несмотря на схожие сейсмические характеристики, существуют контрасты в гравитационных сигнатурах для древних частей литосферы (известных как кратоны), что указывает на различия в их глубинной структуре и составе. Эти особенности важны, поскольку, будучи древнейшими ядрами литосферы, они хранят ключевые записи ранней истории Земли.