На глибині близько 2900 кілометрів учені виявили шість областей із незвичайними властивостями, які не фіксували під час попередніх досліджень надр Землі. Нові дані також показали, що деякі вже відомі структури біля межі мантії та ядра можуть бути значно більшими, ніж вважалося.
Про це пише ScienceAlert.
Безпосередньо дослідити нижню частину мантії за допомогою буріння неможливо. Щоб зрозуміти, що відбувається на такій глибині, науковці використовують сейсмічні хвилі від землетрусів, які змінюють швидкість і напрямок під час проходження крізь різні шари планети.
Цього разу дослідників цікавили так звані попередники PKP — слабкі сейсмічні сигнали, пов'язані з розсіюванням хвиль на неоднорідностях поблизу межі ядра та мантії. Частина таких сигналів досягає поверхні раніше за основну хвилю, завдяки чому за ними можна знаходити приховані структури в надрах.
Раніше працювати з такими сигналами було складно через їхню слабкість та величезну кількість інших даних, серед яких їх потрібно було знаходити. Тепер дослідники залучили систему глибокого навчання, здатну опрацьовувати значно більші масиви інформації.
Алгоритм проаналізував понад два мільйони сейсмічних записів, отриманих під час майже 5000 землетрусів у різних частинах світу з 1990 до 2024 року. Спочатку система відбирала записи достатньої якості, а потім шукала серед них характерні попередники PKP.
Результати роботи алгоритму додатково перевіряли самі науковці. Вони виправляли помилки та повертали уточнені дані системі, щоб покращити її здатність розпізнавати потрібні сигнали.
У підсумку дослідники отримали 174 929 високоякісних сейсмічних сигналів. За словами авторів роботи, це більш ніж у десять разів перевищує кількість таких спостережень, накопичених у попередніх дослідженнях.
Такий масив даних дозволив створити детальнішу глобальну карту неоднорідностей у найнижчій частині мантії. І вона показала, що внутрішня будова Землі може бути складнішою, ніж випливало з попередніх моделей.
Зокрема, деякі структури, які раніше виглядали як окремі розкидані ділянки, можуть насправді бути частинами великих безперервних утворень. Крім того, дослідники визначили шість областей із великими неоднорідностями, яких раніше на таких картах не було.
Особливу увагу привернули структури під високими широтами Євразії, Центральною Азією та Південною Атлантикою. Саме ці райони науковці планують докладніше вивчати надалі.
Що саме являють собою знайдені структури, поки невідомо. Одна з версій пов'язує їх із матеріалом, який протягом тривалого часу опускався з верхніх шарів планети в глибоку мантію разом із тектонічними плитами.
На таких глибинах можуть накопичуватися залишки океанічної та континентальної кори, осадових порід та давньої мантійної речовини. Поблизу ядра вони опиняються під надзвичайно високими тиском і температурою, що здатне змінювати їхню структуру та хімічний склад.
Автори припускають, що частина виявлених неоднорідностей може бути так званими термохімічними купами. Вони могли утворитися через накопичення залишків давніх плит, часткове плавлення, мінеральні перетворення та інші процеси, однак остаточного пояснення наразі немає.
Дослідження таких структур може допомогти краще зрозуміти рух речовини всередині планети та процеси, пов'язані з утворенням магми. У перспективі детальніші карти глибокої мантії також можуть дати більше інформації про тектоніку та взаємодію різних шарів Землі.
Шість нових областей тепер стали одними з пріоритетних цілей для подальших досліджень. Науковці планують поєднувати сейсмічні дані вищої роздільної здатності з різними типами хвиль, щоб точніше встановити розміри, будову та можливе походження загадкових структур.
