Глубоко в мантии Земли произошло землетрясение: ученые считали, что это невозможно

23.04.2022 в 22:39 404 0
Глубоко в мантии Земли произошло землетрясение: ученые считали, что это невозможно
Фото: ScienceAlert
Ученые обнаружили самое глубокое землетрясение, которое произошло на глубине 751 километр под поверхностью Земли.

На такой глубине сейсмологи не ожидали зафиксировать землетрясения, ведь считалось, что они там не могут произойти. Это потому, что под экстремальным давлением порода с большей вероятностью деформируется, чем сломается с внезапным высвобождением энергии. Но новое исследование доказывает, что подобные землетрясения могут существовать глубоко в мантии Земли, сообщает Sciencealert.

"Минералы не всегда ведут себя так, как мы от них ожидаем", — говорит Памела Бернли из Университета Невады в Лас-Вегасе. "Даже под давлением, когда они должны перейти в другие, менее подверженные землетрясениям состояния, они могут оставаться в старых конфигурациях".

Глубокое землетрясение

Самым глубоким зафиксированным землетрясением был незначительный толчок после землетрясения силой 7,9 баллов на острове Бонин возле берегов Японии. Землетрясение было небольшим, и его нельзя было почувствовать на поверхности, поэтому потребовались чувствительные приборы, чтобы его обнаружить.

В основном землетрясения происходят на глубине до 100 км под поверхностью. В верхней части земной коры на глубине до 20 км породы холодные и хрупкие. По словам Бернли, когда эти породы подвергаются давлению, они могут лишь немного деформироваться, прежде чем сломаться, высвобождая энергию, как спиральная пружина. Глубже в коре и в нижней мантии породы более горячие и находятся под более высоким давлением, что делает их менее склонными к разрушению. Но на такой глубине землетрясения могут произойти.

Минерал оливин

Возможно это связано с тем, как минералы на такой глубине ведут себя под давлением. Большая часть мантии планеты состоит из минерала оливин. Примерно на глубине в 400 км из-за давления атомы оливина перестраиваются в другую структуру — минерал вадслеит. Еще на 100 км глубже вадслеит снова перестраивается в рингвудит. А примерно на глубине 680 км в глубине мантии рингвудит распадается на два минерала: бриджманит и периклаз.

Геофизики не могут напрямую исследовать Землю так глубоко, но они могут видеть с помощью приборов и проводя лабораторные опыты, признаки этих изменений, глядя на вибрации, вызванные сильными землетрясениями. По мере того, как оливин превращается в разные модификации, он с большей вероятностью деформируется и с меньшей вероятностью ломается, вызывая землетрясения.

Новое исследование

Но в новом исследовании ученые обнаружили, что в некоторых условиях, оливин может пропустить фазу вадслеита и сразу перейти к рингвудиту. И прямо при переходе от оливина к рингвудиту при достаточном давлении минерал может сломаться, а не деформироваться.

Бернли считает, что наиболее вероятным объяснением глубокого землетрясения будет необычное поведение минералов. По ее словам, континентальная кора, которая опускается к центру Земли, намного холоднее, чем окружающие материалы, а это означает, что минералы в этой области могут быть недостаточно теплыми, чтобы завершить фазовые изменения, которые они должны совершить при заданном давлении.

Оливин может находиться под достаточным давлением, чтобы превратиться в нехрупкую фазу, но если он слишком холодный, например, из-за гигантской плиты холодной континентальной коры вокруг него, то он может остаться оливином. Это могло бы объяснить, почему землетрясение могло возникнуть в нижних слоях земной коры: просто там не так жарко, как ожидают ученые. Но по словам ученых, такое землетрясение является очень редким явлением.

Теги:земля, землетрясение

Комментарии (0)
avatar