Ученые обнаружили неожиданные широко распространенные структуры вблизи ядра Земли

Геофизики из Университета Мэриленда проанализировали тысячи записей сейсмических волн, звуковых волн, распространяющихся через Землю, чтобы выявить эхо от границы между расплавленным ядром Земли и твердым слоем мантии над ним. Эхо показало более широко распространенные и неоднородные структуры — области необычно плотной, горячей породы — на границе ядро-мантия, чем считалось ранее.

Ученые не уверены в составе этих структур, и предыдущие исследования давали лишь их ограниченное представление. Лучшее понимание их формы и протяженности может помочь раскрыть геологические процессы, происходящие глубоко внутри Земли. Эти знания могут дать ключи к пониманию работы тектоники плит и эволюции нашей планеты. Исследование, опубликованное 12 июня 2020 года в журнале Science, впервые обеспечило всесторонний обзор границы ядро-мантия на большой площади с детальным разрешением.

Исследователи сосредоточились на эхо сейсмических волн, проходящих под бассейном Тихого океана. Их анализ выявил ранее неизвестную структуру под вулканическими Маркизскими островами в южной части Тихого океана и показал, что структура под Гавайскими островами намного больше, чем предполагалось. "Мы обнаружили эхо примерно на 40% всех путей сейсмических волн. Это удивительно, потому что мы ожидали, что они будут более редкими, и это означает, что аномальные структуры на границе ядро-мантия гораздо более распространены, чем считалось ранее", — отметил Ве́дран Ле́кич, соавтор исследования.

Для этого исследования ученые использовали алгоритм машинного обучения Sequencer для анализа 7000 сейсмограмм от сотен землетрясений магнитудой 6,5 и выше, происходивших вокруг Тихоокеанского бассейна с 1990 по 2018 год. Алгоритм обнаружил большое количество эхо от поперечных (shear) волн. Ученые выяснили, что большой участок очень плотного горячего материала на границе ядро-мантия под Гавайями, известный как зона сверхнизких скоростей (ULVZ), дает уникально громкие эхо, что указывает на его размеры, превышающие предыдущие оценки. Под Маркизскими островами была обнаружена ранее неизвестная ULVZ.