Вчені виявили дивний шматок Землі глибоко під Тихим океаном, який може пояснити, чому в цьому регіоні зараз формується найшвидше у світі океанічний хребет – Східно-Тихоокеанське підняття. Використовуючи сейсмічні дані, геолог Університету Меріленда Цзінчуань Ван та його колеги знайшли стародавні океанські плити, що ховаються глибоко в надрах Землі, які можуть сприяти поширенню океану, і які датуються ще часами динозаврів.
«Наше відкриття відкриває нові питання про те, як глибини Землі впливають на те, що ми бачимо на поверхні, на величезних відстанях і в різних часових масштабах», – говорить Ван.
Відправляючи звукові хвилі, що відбиваються, глибоко в землю, щоб сформувати сейсмічні карти, Ван і його команда виявили дивний згусток мантії, що рухається напрочуд повільно під плитою Наска, яка межує з власне континентальною плитою Південної Америки.
Більшу частину об’єму Землі складають нагріті силікати, затиснуті між прохолодною, тонкою зовнішньою корою і розпеченим ядром. Цей частково розплавлений шар мінералів, який називають мантією, циклічно змінюється протягом десятків мільйонів років через екстремальні перепади температур зверху і знизу. Щільніший, холодніший матеріал втягується в тепліші надра в процесі, який називається субдукцією.
У цій області плита Наска зараз субдукує під Південну Америку, як показано на схемі нижче. Але на західній стороні плити знаходиться океанічний хребет, що швидко зростає, і гаряча точка геологічної активності під островами Пасхи, а також загадковий структурний розрив між центральною і східною частинами Тихого океану.
«Ми виявили, що в цьому регіоні матеріал занурювався приблизно вдвічі повільніше, ніж ми очікували, що свідчить про те, що перехідна зона мантії може діяти як бар’єр і сповільнювати рух матеріалу крізь Землю», – пояснює Ванг. Команда визначила, що ця структура плити холодніша і щільніша, ніж навколишні регіони, і, схоже, є скам’янілим шматком стародавнього морського дна.
«Ця потовщена ділянка схожа на скам’янілий відбиток древнього шматка морського дна, який занурився під Землю приблизно 250 мільйонів років тому, – описує Ванг. «Це дає нам змогу зазирнути в минуле Землі, якого ми ніколи раніше не мали».
Не розплавляючись так повністю, як навколишня мантія, залишки того, що колись було дном океану тріасового періоду, виступають глибше в гарячіші шари мантії, змушуючи матеріал випинатися в структури, які називаються супершлейфами. Вважається, що Великодня гаряча точка знаходиться над одним з таких шлейфів.
«Геодинамічне моделювання пояснює геометрію і стабільність структур нижньої мантії їхньою безпосередньою взаємодією з плитою, що занурюється», – пишуть автори статті.
Дослідники підозрюють, що ця серія аномалій, які орієнтовані зі сходу на захід, може допомогти розповісти історію плити Наска і про те, як вона рухалася протягом історії Землі. Розшифровуючи історичні сліди цих давніх ударів глибоко під землею, геологи можуть дізнатися більше про те, як внутрішні процеси нашої планети формують поверхню нашого світу сьогодні.
«Погляд на давню субдукційну плиту під таким кутом зору дав нам нове розуміння взаємозв’язку між дуже глибокими земними структурами і поверхневою геологією, що раніше не було очевидним», – пояснює Ванг. Це дослідження було опубліковане в журналі Science Advances.