В недрах Земли нашли 6 загадочных структур. Они расположены на глубине 3000 километров
На глубине около 2 900 километров под нашими ногами твердая, но вязкая мантия Земли граничит с жидким внешним ядром. Ученые из Китайской академии наук применили алгоритмы глубокого обучения для анализа записей землетрясений за 35 лет и обнаружили шесть аномальных зон на этой границе — они раскрыли новые детали строения глубин нашей планеты.
Сейсмические волны как сканер планеты
Человечество не способно пробурить скважину глубже нескольких километров, поэтому единственным инструментом изучить центр Земли остаются сейсмические волны от землетрясений.
Для поиска мелких структур ученые использовали слабые волны, называемые прекурсорами PKP.
- Принцип работы: Когда происходят колебания, сейсмические волны проходят сквозь толщу Земли. Если на границе мантии и ядра они сталкиваются с неоднородностями, часть волн рассеивается и прибывает к детекторам на поверхности чуть раньше основного мощного сигнала (волн PKIKP).
- Сложность поиска: Прекурсоры PKP крайне слабы. Раньше сейсмологам приходилось вручную просматривать графики, что занимало годы и давало субъективные результаты.
Как нейросеть совершила прорыв
Исследователи обучили систему глубокого обучения просеивать гигантские массивы данных. Алгоритм проанализировал более 2 миллионов записей от почти 5 000 землетрясений, произошедших в период с 1990 по 2024 год.
Ученые вручную проверяли ошибки модели и повторно обучали ИИ на исправленных примерах. В результате система идентифицировала 174 929 качественных сигналов-прекурсоров PKP — это более чем в 10 раз превышает объем данных всех предыдущих исследований вместе взятых.
Шесть новых зон и глобальные пояса
Ранее считалось, что мелкие аномалии на дне мантии расположены хаотично и изолированно. Однако огромная база данных показала: многие из этих пятен соединяются в непрерывные протяженные пояса.
Исследователи четко выделили шесть новых приоритетных зон (получивших обозначения B1–B6), где сосредоточены глубоко залегающие рассеиватели волн. Они располагаются, в частности, под высокоширотной Евразией, Центральной Азией и Южной Атлантикой.
Что представляют собой эти структуры
Ученые предполагают, что обнаруженные объекты — это «термохимические свалки» или карманы породы с физическими свойствами, резко отличающимися от окружающей мантии. В условиях колоссального давления и высоких температур материал там находится в состоянии частичного плавления.
Существует три гипотезы их происхождения:
- Остатки древних океанических или континентальных тектонических плит, которые погрузились на дно мантии в процессе субдукции за миллиарды лет.
- Обломки гипотетической планеты Тея, которая миллиарды лет назад врезалась в Землю, образовав Луну.
- Сохранившиеся с момента формирования Земли вещества нижнего слоя мантии.
Понимание устройства границы между ядром и мантией критически важно: эти структуры влияют на движение мантийных потоков, передачу тепла к вулканическим очагам, а также могут пролить свет на эволюцию тектоники плит и аномалии магнитного поля Земли.
