Революция в геологии: почему Эверест уже не самая высокая гора на планете

Ученые Утрехтского университета совершили удивительное геологическое открытие. Оно полностью переворачивает привычные представления о горах, их высотах и масштабах. Как оказалось, Эверест с его 8848 метрами далеко не самый-самый на планете. Нидерландские исследователи нашли горные пики, которые… более чем в 100 раз выше его.

Как говорят сами ученые: «Они достигают высоты 1000 километров и имеют размеры с континент, затмевая все остальные горы, какие только можно найти на Земле».

Они могут быть старше самой планеты

Только не спешите их искать на карте. Дело в том, что эти колоссальные пики находятся… на глубине 2000 километров.


— Арвен Деусс, доктор геологических наук, руководитель исследования (университет Утрехта, Нидерланды).

Есть версия, что горы внутри планеты могли возникнуть примерно полмиллиарда лет назад. Однако существует и другая теория, которая говорит, что рождение 1000-километровых гор произошло практически одновременно с формированием Земли. Следовательно, это случилось где-то 4 миллиарда лет назад.

Итак, на границе ядра Земли и ее полутвердой мантии, скрытой под земной корой, располагаются две колоссальные структуры. Одна находится под Африкой, другая — под Тихим океаном.



Вокруг этих структур разбросано настоящее «кладбище» тектонических плит, некогда погруженных в недра планеты в результате процесса, известного как субдукция. Недавние исследования показали, что эти островки вещества значительно горячее окружающей их коры и на многие миллионы лет древнее.

Вот уже несколько десятилетий ученые догадываются о существовании огромных образований в глубинах мантии Земли. Как? Это стало возможным благодаря изучению того, как сейсмические волны от мощных землетрясений распространяются сквозь толщу планеты. Когда происходит крупное землетрясение, Земля буквально звенит, словно огромный колокол, посылая волны, которые пересекают планету насквозь.

Однако при прохождении через плотные или горячие участки, эти волны меняют свои характеристики: замедляются, слабеют или отражаются. Анализируя такие изменения, исследователи могут воссоздать картину того, что скрыто под земной поверхностью.

Невозможное открытие

Многочисленные исследования за последние годы выявили, что в мантии существуют две обширные зоны, где сейсмические волны неожиданно теряют скорость. Эти загадочные регионы получили название областей с низкой сейсмической скоростью (LLSVP).



Рассказывая об открытии, доктор Деусс заметил, что поведение сейсмических волн очень похоже на бегущего человека. По словам геолога, волны замедляются в областях с высокой температурой. Это очень похоже на то, что человеку гораздо сложнее бегать в жару, чем в холод. Это связано с тем, что волнам требуется больше энергии для прохождения через горячую среду.

Второй автор исследования, доктор Талавера-Сота, дополнил эту аналогию, сказав, что сравнивает этот процесс с усталостью, которую испытывает человек, когда бежит в жару. И это верно: кроме замедления волны также становятся менее гармоничными и тихими, проходя через горячие зоны. В геофизике этот эффект называется затуханием: интенсивность волны заметно уменьшается при ее распространении через какой-либо плотный материал.

Но каково же было изумление геологов из Утрехта, когда их исследование показало совершенно не то, что они ждали. Вопреки предположениям ученых, затухание волн в областях с низкой сейсмической скоростью (LLSVP) оказалось незначительным. Вместо этого волны сохраняли свою интенсивность и звучали громче, чем ожидалось.

И, напротив, на «кладбищах» холодных тектонических плит, где температура ниже, было обнаружено значительное количество материала, поглощающего звуковые волны, из-за чего звуки становились заметно тише.

Как объяснить такую аномалию?

По мнению ученых, по мере опускания к ядру фрагменты земной коры кристаллизировались во все более и более плотную структуру. Например, превращались из базальта в эклогит. Чем плотнее порода, тем хуже она проводит сейсмические волны. Это связано с тем, что энергия волн расходуется на преодоление трения и деформацию плотной структуры.



Горы же имеют менее плотную, грубозернистую структуру. Если порода состоит из крупных минеральных зерен (например, гранит), между ними остается меньше микротрещин и пустот. Такая структура поглощает меньше энергии сейсмических волн, поэтому волны проходят через горы с меньшим затуханием.


— Талавера-Сота.

Резюмируя, можно сказать, что «подземные 1000-километровые горы» существуют уже полмиллиарда лет, но, может быть, и древнее самой Земли.

Раньше считалось, мантия (слой между корой и ядром) постоянно движется и меняется. Однако наличие невероятно древних «гор» ставит под большое сомнение эту теорию. Оказалось, что мантия «течет» очень медленно, процесс растягивается на миллионы лет.

Таким образом, можно констатировать, что новые открытия в корне меняют наши представления о структуре и динамике Земли.