Учені виявили 'затонулі світи' в мантії Землі

Наукова спільнота приголомшена: недавні дослідження виявили аномалії глибоко під нашими ногами, які нагадують залишки давньої кори. Ці знахідки ставлять під сумнів усталені уявлення про будову Землі та процеси, що відбувалися мільярди років тому. У статті розглянемо, що саме виявили вчені, як працював новий спосіб вимірювання і які наслідки може мати виявлення так званих затонулих світів у мантії Землі.

Згідно з дослідженням, під континентальними плитами виявлено потенційні ділянки давньої земної кори, які були занурені в глибоку мантію Землі. Дослідники охрестили ці області як «затонулі світи» — по суті, фрагменти кори або уламки старих платформ, що збереглися в умовах високого тиску й температур. Такі знахідки підтверджують, що процеси субдукції і перемішування матеріалів Землі були значно складніші, ніж вважалося раніше.

Ключовим для відкриття став новий спосіб вимірювання внутрішніх структур планети — поєднання високочутливої сейсмічної томографії, аналізу хвиль розповсюдження та моделей матеріалознавства, які враховують зміну фізичних властивостей мінералів під величезним тиском. Завдяки цьому підхідові вчені змогли помітити субтілі відмінності в щільності та швидкості сейсмічних хвиль, що вказує на наявність хімічно відмінних блоків у мантії.

Традиційні методи сейсміки дозволяли бачити великі анізотропії й температурні аномалії, але нова методика підвищує розрізнювальну здатність на глибинах сотень кілометрів. Це дало змогу знайти ізольовані ділянки, більш схожі на щільні ділянки кори, ніж на типову мантійну породу. Такі вкраплення могли утворитися внаслідок давніх процесів субдукції, коли шматки океанічної чи континентальної кори «затягуються» вглиб під дією тектонічних рухів.

Важливо, що дослідження також опирається на лабораторні експерименти з мінералами при умовах високого тиску, включно з моделюванням фазових переходів силікатів. Поєднання сейсмічних даних і лабораторних вимірювань дозволило відокремити ефект температури від ефекту хімічного складу, підтвердивши, що виявлені ділянки дійсно мають відмінний склад від навколишньої мантії.

Поява концепції затонулих світів у мантії Землі відкриває ряд важливих наукових і практичних наслідків. По-перше, це перегляд моделей конвекції в мантії — якщо там справді зберігаються великі, відокремлені фрагменти кори, то вони можуть впливати на локальну та глобальну циркуляцію матеріалів, виникнення мантійних плюмів та довготривалу еволюцію плит.

По-друге, такі ділянки можуть стати «сховищем» елементів і ізотопів, що мають інше походження, ніж навколишня мантія. Це може вплинути на інтерпретацію геохімічних даних із вулканічних вивержень, оскільки джерело магми іноді може бути змішаним з матеріалами від цих фрагментів. Зрештою, це відкриття допомагає краще розуміти походження певних типів рідкісних мінералів та інклюзій у діамантах, що формуються на значних глибинах.

Попри сенсаційність, залишаються відкриті питання: який розмір і розподіл цих давніх ділянок земної кори? Як довго вони можуть зберігатися в умовах високої температури та інтенсивної конвекції? Чи впливають вони на сучасну сейсмічну активність і місця розташування вулканічних поясів? Для відповіді потрібні подальші спостереження, розширені сейсмічні мережі та міждисциплінарні дослідження.

У перспективі комбінування глобальних сейсмічних даних з геохімічними аналізами та моделями динаміки може дати змогу реконструювати історію цих затонулих світів і встановити їх роль у формуванні сучасної геологічної оболонки. Це не просто нова сторінка в підручниках — це виклик для уявлення про те, що саме приховано під поверхнею нашої планети.

Питання, що стоять сьогодні перед наукою, мотивують нові експедиції, посилення обміну даними та розвиток інструментів. Якщо підтвердиться, що під континентами та океанами справді є фрагменти «затопленої» кори, ми отримаємо ключ до ще більш глибокого розуміння історії Землі — від народження континентів до сучасного руху плит і формування ресурсів.