Дві масивні точки в мантії Землі збивають вчених своїми дивовижними властивостями

Дві масивні точки в мантії Землі збивають вчених своїми дивовижними властивостями

Тривимірний вигляд точки в мантії Землі під Африкою, показаний червоним, жовтим та оранжевим кольорами. Блакитний позначає основну межу мантії, синій — поверхню, а прозорий сірий — континенти. Авторство: Mingming Li / ASU

Земля шарувата, як цибуля, з тонкою зовнішньою кіркою, товстою, липкою мантією, рідким зовнішнім ядром і твердим внутрішнім ядром. Усередині мантії є дві масивні точкові структури, приблизно по обидві сторони планети. Точки, які офіційно називаються Великими низькошвидкісними провінціями (LLSVP), кожна розміром з континент і в 100 разів вища за гору Еверест. Один розташований під африканським континентом, інший під Тихим океаном.

Використовуючи інструменти, які вимірюють сейсмічні хвилі, вчені знають, що ці дві краплі мають складні форми та структури, але, незважаючи на їх помітні особливості, мало відомо про те, чому ці краплі існують або що призвело до їх дивної форми.

Вчені ASU Цянь Юань і Мінмін Лі з Коледжу дослідження Землі і космосу вирішили дізнатися більше про ці дві точки за допомогою геодинамічного моделювання та аналізу опублікованих сейсмічних досліджень. Завдяки своїм дослідженням вони змогли визначити максимальну висоту, якої досягають краплі, і як розмір і щільність крапель, а також навколишня в’язкість в мантії, можуть контролювати їх висоту. Їхнє дослідження нещодавно було опубліковано в

The results of their seismic analysis led to a surprising discovery that the blob under the African continent is about 621 miles (1,000 km) higher than the blob under the Pacific Ocean. According to Yuan and Li, the best explanation for the vast height difference between the two is that the blob under the African continent is less dense (and therefore less stable) than the one under the Pacific Ocean.

To conduct their research, Yuan and Li designed and ran hundreds of mantle convection models simulations. They exhaustively tested the effects of key factors that may affect the height of the blobs, including the volume of the blobs and the contrasts of density and viscosity of the blobs compared with their surroundings. They found that to explain the large differences of height between the two blobs, the one under the African continent must be of a lower density than that of the blob under the Pacific Ocean, indicating that the two may have different composition and evolution.

“Our calculations found that the initial volume of the blobs does not affect their height,” lead author Yuan said. “The height of the blobs is mostly controlled by how dense they are and the viscosity of the surrounding mantle.”

“The Africa LLVP may have been rising in recent geological time,” co-author Li added. “This may explain the elevating surface topography and intense volcanism in eastern Africa.”

These findings may fundamentally change the way scientists think about the deep mantle processes and how they can affect the surface of the Earth. The unstable nature of the blob under the African continent, for example, may be related to continental changes in topography, gravity, surface volcanism and plate motion.

“Our combination of the analysis of seismic results and the geodynamic modeling provides new insights on the nature of the Earth’s largest structures in the deep interior and their interaction with the surrounding mantle,” Yuan said. “This work has far-reaching implications for scientists trying to understand the present-day status and the evolution of the deep mantle structure, and the nature of mantle convection.”

Reference: “Instability of the African large low-shear-wave-velocity province due to its low intrinsic density” by Qian Yuan and Mingming Li, 10 March 2022, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038/s41561-022-00908-3

READ  Відходи видобутку алюмінію можуть бути джерелом екологічно чистої сталі

You May Also Like

About the Author: Monica Higgins

"Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер"

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *