Главная / Земная мантия ведет себя совсем не так, как считали геологи
12.05.2016 |
|
 Впервые в науке геологи создали полную карту похожих на волны движений под названием «конвективные токи». Это явление происходит в мантии нашей планеты. Ученые обнаружили, что эти конвективные токи движутся, приблизительно, в десять раз быстрее, чем считалось до сих пор. Новая находка помогла объяснить очень многое, например, изменения, которые с течением времени происходят на поверхности Земли и образование ископаемого топлива, а также долговременные изменения климата.
«Если отойти от геологии, поверхность Земли ведет себя, как игрушка йо-йо», говорит геолог Марк Хоггард из Кембриджского Университета в Великобритании. Марк Хоггард является ведущим автором статьи, посвященной новому исследованию, и опубликованной недавно в журнале Nature Geoscience.
Глубокие недра нашей планеты уже давно представляли загадку для ученых. Никто и никогда не бурил отверстий глубиной больше, чем в несколько километров. Геологи полагаются исключительно на косвенные измерения и модели для того, чтобы понять, что происходит внутри Земли. Мантия нашей планеты представляет собой около трех тысяч метров полужидкого, сжатого камня. Конвективная активность внутри мантии имеет огромное значение для поверхности Земли.
«В дополнении к нормальной тектонике плит, внутренняя часть этих плит, как мы предполагали, не представляет никакого интереса. Однако, оказалось, что плиты постоянно перемещаются вверх и вниз из-за конвективных токов», продолжает Марк Хоггард. «Ученым было известно уже в течение долгого времени, что такой процесс происходит, но за последние тридцать лет у нас не было никаких данных, которые смогли бы помочь измерить этот механизм точнее».
Теперь положение вещей меняется благодаря новым профилям сейсморазведки, которые создают нефтегазовые компании. Сейсморазведка – это технология, которую геологи используют для того, чтобы заглянуть глубоко внутрь коры Земли. В этой технологии измеряется отражения и рефракция сейсмических волн в то время, как они путешествуют вниз к центру Земли. При помощи рефлекторной сейсморазведки можно обнаружить малейшие изменения в толщине земной коры, что, в свою очередь, соотносится с конвекцией мантии Земли.
Марк Хоггард со своей командой проанализировали две тысячи сейсмических отражений, полученных отовсюду со дна мировых океанов. Таким образом, ученым удалось создать первую в мире общую базу данных конвективных движений мантии Земли. Геологи удивились, потому что благодаря своей работе они обнаружили частые изменения в толщине земной коры на дне океана. А это означает, что конвекция мантии происходит гораздо чаще, чем полагали ученые. Поверхность Земли больше похожа на кипящую воду, нежели на суп, поставленный на медленный огонь.
Благодаря тому, что ученые заглянули глубоко во внутренности Земли, стало возможным объяснить многие всем знакомые явления. Образование нефти, например, происходит на счет захоронения и уплотнения осадочных пород, которые битком набиты разлагающейся органической материей. «Эти конвективные движения мантии помогают контролировать то, как быстро горные породы, содержащие органическую материю, погребаются под слоем осадочных пород, а, затем, превращаются в нефть», говорит Марк Хоггард.
Конвективные движения мантии имеют, также, невероятный эффект на земной климат. Эти толчки влияют на паттерны циркуляции океана в больших масштабах. Благодаря таким паттернам тепло и передвигается по всему миру. Например, Гольфстрим, теплое морское течение в Атлантическом океане, переносит теплую воду от Мексиканского залива к побережью западной Европы. А затем это течение охлаждается, а его воды опускаются на дно поблизости к Исландии.
«Существует несколько узких каналов, расположенных вокруг Исландии, которые помогают охлажденной воде Гольфстрима опускаться на дно», объясняет Марк Хоггард. «Если эти каналы приподнять, или опустить, на циркуляцию воды в мировом океане можно будет очень сильно повлиять».
И, в конечном итоге, конвективные движения мантии ответственны за формирование геотермальных систем, например, таких, как теплые источники в Йеллоустонском национальном парке, международном биосферном заповеднике, объекте Всемирного Наследия ЮНЕСКО, расположенном в штате Вайоминг, США. Кроме того, конвекция мантии Земли сильно влияет на образование островных архипелагов, которые вырастают посередине тектонических плит, например, эти движения повлияли на появление Гавайского архипелага. Находки американского геолога Марка Хоггарда прольют свет на то, как и почему части земной коры, которые расположены далеко от границ тектонических плит, тоже могут подниматься, опускаться и менять обличие.
«Теперь мы смотрим на тектонические плиты совсем иначе», сказал ученый. «Многие геологи заинтересуются регионами, расположенными далеко от границ тектонических плит, которые, как мы считали, должны были быть стабильными. Области, которые, зачастую, игнорируются учеными, тоже активны и представляют интерес».
|
|
