Новое исследование показывает, что огромная, загадочная структура под Гавайями, научно классифицированная как мега-ультранизкоскоростная зона (мега-УНСЗ), не является расплавленной массой, как предполагалось ранее, а скорее плотным, твердым образованием, богатым железом. Это открытие фундаментально меняет наше понимание того, как поддерживаются вулканические супервулканы, подобные Гавайям, и дает беспрецедентные сведения о глубоком внутреннем строении Земли.
Мега-УНСЗ: Что Это Такое и Почему Это Важно
Ультранизкоскоростные зоны (УНСЗ) — это огромные области, обнаруженные вблизи границы между мантией и ядром Земли, примерно в 2900 километрах под поверхностью. Они характеризуются значительно замедленными сейсмическими волнами — именно поэтому они были впервые обнаружены. Мега-УНСЗ являются самыми большими из этих зон, простирающимися на сотни километров и часто связанными с вулканическими супервулканами в таких местах, как Гавайи, Исландия и Маркизские острова.
Это важно, потому что эти зоны представляют собой прямую линию обзора к составу и поведению глубокой Земли. Изучение их помогает нам понять не только то, как сформировалась Земля, но и то, как эволюционируют другие планеты.
Твердое Железо, А Не Расплавленная Каша
На протяжении многих лет одна из ведущих теорий предполагала, что мега-УНСЗ в основном состоят из частично расплавленного материала. Однако новейшее исследование, опубликованное 28 января в журнале Science Advances, опровергает это. Исследователи под руководством Дойона Ким из Имперского колледжа Лондона использовали новый подход, сочетающий компрессионные (P) и сдвиговые (S) сейсмические волны для анализа мега-УНСЗ под Гавайями.
Данные убедительно свидетельствуют о том, что структура представляет собой преимущественно твердую породу с высоким содержанием железа. По словам Кима, «Поскольку это богатый железом материал, он будет более электропроводным, и это на самом деле будет способствовать теплопроводности — поэтому он на самом деле поможет локализовать шлейф, чтобы он просуществовал дольше».
Последствия для Вулканической Активности и Истории Земли
Твердый, железосодержащий состав имеет значительные последствия. Высокая теплопроводность железа помогает стабилизировать гавайский супервулкан, обеспечивая длительный источник вулканической активности.
Происхождение мега-УНСЗ остается предметом споров, но исследование предлагает две основные возможности:
- Остатки ранней эволюции Земли: Структура может быть пережитком формирования планеты, в частности, из кристаллизации древнего магматического океана или перекристаллизованных расплавов.
- Погруженная океаническая кора: Материал из глубоких слоев мантии, включая богатую водой океаническую кору, погруженную через зоны субдукции, может способствовать ее образованию.
Ким отмечает, что не все мега-УНСЗ одинаковы, и что некоторые из них могут даже содержать материал, происходящий из самого ядра Земли. Новый аналитический подход позволяет ученым различать эти типы УНСЗ по всему миру.
«Мы должны сначала четко понять, что происходит на Земле, чтобы полностью понять, что происходит на других планетах.» – Дойона Ким
Это исследование — не только о Гавайях; это решающий шаг к пониманию формирования планет и динамики глубоких недр Земли. Состав и поведение этих скрытых структур будут формировать наше понимание планеты на долгие годы.
