Вчені виявили потік мантії під плитою Філіппінського моря

Вчені з Китаю та Японії виявили унікальні особливості поля течії в нижній мантії. Вивчаючи сейсмічну анізотропію у верхній частині нижньої мантії під Філіппінською морською плитою, вони виявили, що там все ще зберігається давнє поле течії нижньої мантії. Дослідження було опубліковано в журналі Nature Geoscience.

Нижня мантія є важливим шаром Землі і може відігравати важливу роль в еволюції та матеріальному кругообігу земних надр. Вважається, що вона є не тільки кінцевим пунктом призначення субдукованих плит, але й місцем народження мантійних шлейфів, які є двома основними стилями в еволюції та кругообігу речовини на поверхні та в надрах Землі. Однак наші знання про характеристики поля течій і геодинаміку нижньої мантії все ще залишаються недостатніми.

Методологія дослідження та результати

У цьому дослідженні дослідники виконали томографію з азимутальною анізотропією Р-хвиль, щоб отримати зображення 3D-анізотропної структури кори та мантії до глибини 1600 км під PSP. Результати томографії показують, що напрямки швидких швидкостей (FVD) NS існують на глибинах 700–900 км нижче середини PSP. Вони також спостерігали дві ізольовані швидкісні аномалії з північно-західно-східним FVD на глибинах 700–1600 км під PSP.

Вони виявили, що NS FVD на глибинах 700–900 км не пов’язані з субдукцією плити, оскільки вони відбуваються далеко від сучасних зон субдукції. Вони також не залежать від мантійного плюму, оскільки з раннього кайнозою під PSP не було активного мантійного плюму.

На основі попереднього геодинамічного моделювання та сейсмологічних результатів дослідники прийшли до висновку, що NS FVD на глибинах 700–900 км відображають залишкове поле течії нижньої мантії Тихого океану приблизно 50 млн років.

Крім того, дві ізольовані швидкісні аномалії узгоджуються з сейсмічними розсіювачами на глибинах 1000–1800 км, виявленими попередніми сейсмологічними дослідженнями, і їх розташування в цілому узгоджується з центром поширення між плитами Ізанагі та Тихоокеанською, коли цей центр поширення був збирається зануритися під Євразійську плиту. Таким чином, ізольовані швидкісні аномалії вважаються залишками субдукованої плити Ізанагі.

Схематична діаграма, що показує залишки раннього кайнозойського потоку нижньої мантії Тихого океану під плитою Філіппінського моря. Білі смуги та сірі пунктирні лінії позначають залишки поля течії нижньої мантії Тихого океану приблизно за 50 і 40 млн років відповідно. Авторство: IOCAS

«Вважається, що північно-західно-східні FVD у двох ізольованих швидких аномаліях відображають поле потоку нижньої мантії Тихого океану приблизно на 40 млн років тому, оскільки дві ізольовані аномалії швидких швидкостей оточені аморфним полем потоку мантії, і на них не впливає теперішнє нижнє мантійне поле. мантійний потік», — сказав професор Фань Цзяньке з Інституту океанології Академії наук Китаю (IOCAS), перший і відповідний автор дослідження.

«Наше дослідження показує, що сейсмічна анізотропія більш поширена в нижній мантії, ніж вважалося раніше», — сказав професор Фан. «Ці спостереження також надають важливі та незалежні сейсмічні докази існування минулих деформацій у нижній мантії, які можуть допомогти нам краще зрозуміти геодинамічні властивості нижньої мантії».