Науковці вперше створили глобальну мапу «глибинних» землетрусів у мантії Землі

Більшість землетрусів, про які ми чуємо в новинах, виникають у земній корі — відносно тонкому зовнішньому шарі планети. Але виявляється, що частина поштовхів народжується значно глибше — у мантії, між корою та розплавленим ядром. І тепер учені вперше створили їхню повну глобальну мапу.

Дослідження, опубліковане в журналі Science, провели фахівці зі Стенфорда. Вони зібрали та проаналізували дані сейсмічних станцій з усього світу, щоб з’ясувати, де саме виникають так звані континентальні мантійні землетруси — рідкісні події, що починаються під корою.

Де саме «трусить» у глибині

З’ясувалося, що такі землетруси трапляються по всій планеті, але найбільші їхні скупчення зафіксовані під Гімалаями в Південній Азії та поблизу Берингової протоки між Азією і Північною Америкою.

На відміну від звичайних землетрусів, які зазвичай виникають на глибині 10–30 кілометрів, ці події можуть відбуватися значно нижче — іноді на десятки кілометрів під так званою межею Мохо (Мохоровичича), що відділяє кору від мантії.

Мантія — це товстий шар (близько 2900 км), який складається з гарячої, щільної породи. Вона поводиться не як тверде каміння, а радше як дуже повільно текучий матеріал. Саме тому довгий час учені сумнівалися, чи може вона взагалі генерувати «повноцінні» землетруси.

Як вдалося їх знайти

Проблема в тому, що мантійні землетруси рідкісні й зазвичай не спричиняють відчутного тремтіння на поверхні. Вони трапляються приблизно у 100 разів рідше, ніж звичайні континентальні.

Щоб точно визначити їхнє походження, дослідники розробили новий метод аналізу сейсмічних хвиль. Вони порівнювали два типи хвиль:

• Sn-хвилі, які поширюються верхньою частиною мантії;
• Lg-хвилі, що ефективно проходять через кору.

Співвідношення їхньої сили дозволяє зрозуміти, де саме зародився поштовх — у корі чи глибше.

З понад 46 тисяч зафіксованих землетрусів, починаючи з 1990 року, команда відібрала 459 підтверджених континентальних мантійних подій. Водночас учені наголошують: це, ймовірно, лише частина реальної картини. У віддалених регіонах, наприклад на Тибетському плато, сейсмічні мережі ще недостатньо щільні.

Чому це важливо

Хоча такі землетруси майже не становлять прямої загрози людям, їхнє вивчення може дати ключ до розуміння загальної «механіки» землетрусів.

Сьогодні наука добре знає загальний принцип: поштовхи виникають у місцях, де накопичена напруга на розломах раптово вивільняється. Але чому конкретний землетрус стається саме тут і саме зараз — досі не завжди зрозуміло.

Мантійні землетруси відкривають нове «вікно» у внутрішню будову планети. Вони можуть бути пов’язані з:

• поширенням хвиль від потужних корових землетрусів (як афтершоки на глибині);
• процесами теплової конвекції в мантії;
• переробкою занурених у надра тектонічних плит.

Погляд у глибину Землі

Дослідники вважають, що землетруси в корі та у верхній мантії можуть бути частинами єдиної, взаємопов’язаної системи. Тобто наша планета працює як цілісний механізм, де процеси на різних глибинах впливають один на одного.

Нова мапа — це лише перший крок. Наступна мета — з’ясувати, які саме фізичні механізми запускають ці глибинні поштовхи та чи можуть вони допомогти краще прогнозувати більш небезпечні землетруси ближче до поверхні. І хоча більшість із нас ніколи не відчує мантійного землетрусу, саме вони можуть допомогти науковцям краще зрозуміти, як «живе» наша планета зсередини.