Внутренняя структура Земли хранит много загадок, поскольку исследовать ее достаточно сложно. Основным инструментом изучения внутренностей нашей планеты является сейсмическая томография. Чувствительные сейсмографы по всей Земле улавливают распространение сейсмических волн сквозь различные слои планеты, что позволяет выстраивать ее внутреннюю картину.
Недавние исследования показали, что на границе мантии и ядра есть странные образования, сгустки, которые имеют несколько обозначений. Самое официальное название – крупные области с низкой скоростью сдвига (large low-shear velocity provinces (LLSVP)), в контексте их также называют каплями или пятнами. Геологи мало знают о том, как образовались эти сгустки и что они из себя представляют. Известен был примерно лишь их размер. Например, исследование 2016 года показало, что два крупнейших сгустка находятся под Тихим океаном и Африкой, причем они составляют около 10 процентов массы всей мантии. И если бы они располагались на поверхности Земли, то каждый был бы в сотню раз выше Эвереста. Но новое исследование показало, что сгустки могут быть гораздо крупнее.
В рамках новой работы ученые проанализировали сейсмические волны от землетрясений за почти 30-летний период. И они обнаружили несколько массивных сгустков на краях тихоокеанского участка. Самые горячие и наибольшим образом замедляющие движение сейсмических волн участки называются зонами сверхнизкой скорости, они обычно встречаются у краев пятен и могут замедлять прохождение волн на 30 процентов.
Авторы исследования создали новую карту таких зон под Тихим океаном, проанализировав 7 тысяч сейсмограмм, собранных в период с 1998 по 2018 год, вызванных сотнями землетрясений магнитудой от 6,5 и более. Алгоритм выявил новые огромные зоны сверхнизкой скорости. Например, в южной части Тихого океана длина такой зоны составила 1000 километров. Анализ показал и значительно более крупные капли под Гавайскими островами. Изучая массово данные сейсмограмм, ученые обнаружили, что замедляющие сгустки находятся часто вблизи известных вулканически активных регионов. Это может дать подсказку об их влиянии на геологию и вулканизм Земли. Возможно, части этих сгустков могут проникать в верхние слои мантии или провоцировать в них процессы, которые приводят к извержениям вулканов. Эту связь вулканических цепей и образований на границе ядра и мантии еще предстоит изучить.