Нове дослідження показує, що величезна таємнича структура під Гаваями, науково класифікована як зона мега-наднизьких швидкостей (мега-ULVZ), не є розплавленою масою, як вважалося раніше, а скоріше щільним твердим утворенням, багатим на залізо. Це відкриття докорінно змінює наше розуміння того, як підтримуються такі вулканічні супервулкани, як Гаваї, і дає безпрецедентне розуміння глибоких надр Землі.
Mega-UNSZ: що це таке та чому це важливо
Зони наднизьких швидкостей (ULZZ) — це величезні регіони, розташовані поблизу кордону між мантією та ядром Землі, приблизно на 2900 кілометрах під поверхнею. Вони характеризуються значно повільнішими сейсмічними хвилями – тому вони були вперше виявлені. Мега-UNZZ є найбільшою з цих зон, простягаються на сотні кілометрів і часто пов’язані з вулканічними супервулканами в таких місцях, як Гаваї, Ісландія та Маркізькі острови.
Це важливо, оскільки ці зони забезпечують прямий огляд складу та поведінки глибинної частини Землі. Їхнє вивчення допомагає нам зрозуміти не лише те, як утворилася Земля, а й те, як еволюціонували інші планети.
Тверде залізо, а не розтоплена каша
Протягом багатьох років одна з провідних теорій припускала, що мега-UNSZ в основному складаються з частково розплавленого матеріалу. Однак нове дослідження, опубліковане 28 січня в журналі Science Advances, спростовує це. Дослідники на чолі з Дойонг Кімом з Імперського коледжу Лондона використали новий підхід, що поєднує сейсмічні хвилі стиснення (P) і зсуву (S) для аналізу мега-USS під Гаваями.
Докази переконливо свідчать про те, що структура є переважно твердою породою з високим вмістом заліза. За словами Кіма, «оскільки це багатий на залізо матеріал, він буде більш електропровідним, і це фактично сприятиме теплопровідності, тож це фактично допоможе стримувати шлейф, щоб він тривав довше».
Наслідки для вулканічної діяльності та історії Землі
Твердий залізовмісний склад має значні наслідки. Висока теплопровідність заліза допомагає стабілізувати гавайський супервулкан, забезпечуючи тривале джерело вулканічної активності.
Походження мега-UNSZ залишається предметом дискусій, але дослідження пропонує дві основні можливості:
- Залишки ранньої еволюції Землі: структура може бути залишком утворення планети, зокрема від кристалізації стародавнього океану магми або перекристалізованих розплавів.
- Субдукована океанічна кора: матеріал глибокої мантії, включно з багатою водою океанічною корою, субдукованою через зони субдукції, може сприяти її формуванню.
Кім зазначає, що не всі мега-UNSZ однакові, і що деякі з них можуть навіть містити матеріал, що походить із самого ядра Землі. Новий аналітичний підхід дозволяє вченим розрізняти ці типи HSS у всьому світі.
«Ми повинні спочатку чітко зрозуміти, що відбувається на Землі, щоб повністю зрозуміти, що відбувається на інших планетах». – Дойона Кім
Це дослідження стосується не лише Гаваїв; це критичний крок до розуміння формування планет і динаміки глибинних надр Землі. Склад і поведінка цих прихованих структур формуватимуть наше розуміння планети на довгі роки.
