Вълни разказват за недрата на Земята

Слабите периодични колебания в литосферата, възникващи в резултат на промените в налягането на дъното или при сблъсък на вълни в Световния океан, помогнаха на учените да надникнат в недрата на Земята и да изучат границата между горната и долната мантия, се казва в статия, публикувана в сп. Science.

Литосферата е най-външната твърда обвивка на Земята. Тя включва земната кора (нейната дебелина под континентите е 50-75 км, а под дъното на Световния океан – 5-10 км) и горната част от мантията. В състава на мантията учените разграничават две части – горна и долна мантия. Изучаването на ядрото и слоевете на мантията е невъзможно да се осъществи пряко заради голямата дълбочина, на която се намират. Затова учените изследват свойствата на земните недра, наблюдавайки движението на сеизмичните вълни чрез дълбочинните породи след земетресения.

Група археолози под ръководството на Пиеро Поли от Института за геологични науки в Гренобъл, Франция, е приспособила един доста необичаен източник на сеизмичните вълни – Световния океан – за изучаване на свойствата на земната литосфера.

Както обясняват учените, Световният океан е източник на доста слаби, но сравнително постоянни колебания в недрата на нашата планета. Тези сеизмични вълни се пораждат от два фактора. Значителна част колебанията възниква от промените в налягането на водата на дъното по крайбрежните участъци на океана, а останалите се пораждат след сблъсък на гигантски вълни.

Wikimedia Commons

Поли и екипът му се опитали да използват тези вълни за изучаване на границите между горната и долната мантия, като изследвали данните, събрани от 42 станции от мрежата LAPNET на територията на Финландия от януари до декември 2008 г.

Учените сравнили информацията, събрана от станциите, и отделили от базата данни всички пикове на активност, които били свързани със земетресения и други единични събития в земните недра. Това им позволило да оценят как сеизмичният „прибой“ на океана пътешества през различните слоеве на литосферата на нашата планета, включително и през мантията.

По думите на геолозите техният метод се оказал доста успешен – изследователите успели да „видят“ граничния слой между горната и долната половина на мантията на дълбочина от 410 до 660 километра. Като цяло сеизмичните свойства на този слой съответстват на това, което му приписвали геолозите въз основа на данни, получени при изучаване на земетресения.

Подробните данни за структурата на граничния слой позволили на Поли и колегите му да изчислят дебелината на горната и долната „кора“ на граничния слой. Така горната граница заема 15 километра, а долната – четири.

Както подчертават геолозите, методът им има универсален характер и е добре приспособен за анализ на данните, събрани от сеизмичните станции в предишни години. Учените смятат, че изучаването на подобни бази данни ще им помогне да разберат как са устроени мантията и ядрото на нашата планета.

„Успяхме да покажем, че можем да изучим и да използваме обемните сеизмични вълни, разпространяващи се в дълбоките недра на земята. Такъв подход има няколко преимущества. Първо, той не зависи от честотата на поява на земетресенията, и второ, лесно можем да получим повече данни, като увеличим броя на сеизмичните станции“, заключават авторите на статията.

Статията е публикувана във в. ПРЕСА