Учени от Университета в Мериленд са открили останки от древно морско дъно, заровени дълбоко в мантията на Земята. Това предлага нов поглед към вътрешността на планетата и как тя се е развивала в продължение на милиони години.
Това е важно откритие, което хвърля светлина върху тектонската граница, която се е потопила под Тихия океан през ерата на динозаврите – преди приблизително 250 милиона години. И може да предефинира нашето разбиране за геоложката история на Земята.
Вижте танца на континентите: Дрейфът на части от света за 1,8 милиарда години (ВИДЕО)
Фосилизиран запис в мантията
Геолозите под ръководството на Джингчуан Уанг използвали техники за сеизмични изображения, за да изследват дълбоко мантията – слоят между земната кора и ядрото. Това е почти като компютърна томография на Земята, която показва напречен разрез на вътрешността на нашата планета.
В процеса те открили удебелена част от преходната зона на мантията, разположена на около 410 до 660 километра под повърхността на Земята. Тази зона разделя горната и долната мантия и може да се разширява или свива в зависимост от температурата.
Уанг описва това откритие като „вкаменен пръстов отпечатък“ на древно морско дъно, което се е потопило по време на триаския период. Субдукцията е процес, при който една тектонска плоча се плъзга под друга, което обикновено поглъща изцяло плочи от океанска кора. И все пак в този случай древната плоча е останала в капан дълбоко в мантията, предоставяйки безпрецедентен поглед към геоложкото минало на Земята.
Компютърна томография на Земята
За да направи това откритие, екипът на Уанг използвал сеизмични вълни – вибрации от земетресения – за да създаде карти на напречното сечение на вътрешността на Земята. Проследявайки как тези вълни преминават през различни слоеве (всеки слой има различен сигнал), те открили субдуцираната плоча в мантията под Източното тихоокеанско издигане – тектонска граница на дъното на Югоизточния Тихи океан.
Това сеизмично „сканиране“ разкрило не само древната субдукционна плоча, но и изненадващото поведение на материала в този регион. Тя потъвала с около половината от скоростта, която изследователите очакваха.
Общ източник на лава подхранва всички горещи точки на Земята
Откритието на екипа предполага, че преходната зона на мантията може да действа като бариера, забавяйки движението на субдуциран материал през Земята. Уанг вярва, че необичайно дебелата област, която са идентифицирали, съдържа по-студен материал, което може да обясни защо някои океански плочи могат да се заклещят в преходната зона, вместо да потънат по-надолу в долната мантия.
„Нашето откритие отваря нови въпроси за това как дълбините на Земята влияят на това, което виждаме на повърхността на огромни разстояния и времеви мащаби“, отбелязва Уанг.
Нови въпроси за дълбоките земни структури
Откритието предлага нови улики за поведението на Тихоокеанската голяма провинция с ниска скорост на срязване (LLSVP). Това е гигантска зона с размерите на континент, намираща се на около 2900 километра под повърхността, където сеизмичните вълни се движат с много по-бавна скорост, отколкото в заобикалящата мантия. Но това, което прави този регион наистина озадачаващ, е колко малко разбираме за него въпреки дълбоката му роля в оформянето на поведението на нашата планета. Новооткритата плоча може да предостави ключ към разбирането на тази сложна структура.
Геодинамичните симулации също предполагат, че древни плочи като тази, открита под Източнотихоокеанското издигане, може да взаимодействат с дълбоки мантийни структури, наречени супер струи – издигащи се колони от горещи скали, които захранват вулканични горещи точки като тази под Хаваите. Смята се, че друга структура подхранва вулканичната активност под Великденските острови.
Гледайки напред, Уанг и неговият екип планират да разширят своите изследвания, като картографират други древни зони на субдукция в Тихия океан и извън него. „Вярваме, че има още много древни структури, които чакат да бъдат открити в дълбоките недра на Земята – казва Уанг. – Всеки има потенциала да разкрие нови прозрения за сложното минало на нашата планета – и дори да ни помогне да разберем други планети извън нашата собствена.“
Преди началото на времето: Учени разбраха каква е била Земята преди четири милиарда години
Нова глава в историята на Земята
Това откритие пренаписва част от историята на Земята, разкривайки скрита глава в еволюцията на планетата. Тъй като учените продължават да изследват по-дълбоко в мантията на Земята, тези древни плочи могат да отключат отдавна изгубени тайни за това как се е формирала Земята и как нейните тектонски плочи са се движили в продължение на милиони години.
По думите на Уанг, „това е само началото“.
Изследването е публикувано в списание Science Advances.
