Новая модель недр Земли раскрывает ключи к вулканам горячих точек

Ученые из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили ранее неизвестные каналы медленно движущихся сейсмических волн в верхней мантии Земли. Это открытие помогает объяснить происхождение вулканов «горячих точек», которые порождают островные цепи, такие как Гавайи и Таити.

В отличие от вулканов на границах тектонических плит, вулканы горячих точек формируются в их середине. Господствующая теория предполагает, что они питаются от вертикальных мантийных плюмов — восходящих потоков горячей и легкой породы из глубины мантии. Однако некоторые цепи вулканов плохо объясняются этой простой моделью, что указывает на более сложное взаимодействие плюмов с верхней мантией. Новые каналы, описанные в статье для Science Express, дают важную часть ответа на эту загадку, а также объясняют аномально высокий тепловой поток с некоторых участков океанического дна.

«Нам нужна была более ясная картина того, откуда берется дополнительное тепло и как оно ведет себя в верхней мантии, — сказала старший автор исследования Барбара Романович. — Наше новое открытие помогает связать процессы в глубине мантии с явлениями, наблюдаемыми на поверхности Земли, такими как горячие точки». Исследователи использовали новую методику, анализируя данные о волновых формах землетрясений по всему миру, чтобы создать компьютерную модель недр, подобную КТ-скану.

Модель выявила каналы, названные «низкоскоростными пальцами», где сейсмические волны двигались аномально медленно. Эти структуры шириной около 600 миль, расположенные на расстоянии 1200 миль друг от друга, залегают на глубине 120–220 миль под океаническим дном. Скорость волн в них на 4% ниже средней. «Мы знаем, что сейсмическая скорость зависит от температуры, и оцениваем, что это замедление может соответствовать повышению температуры до 200 градусов Цельсия», — пояснил ведущий автор Скотт Френч. Наблюдаемое выравнивание «пальцев» по направлению движения тектонической плиты служит дополнительным свидетельством «канализирования» материала плюма.