В некоторых частях недр Земли сейсмические волны распространяются с разной скоростью в зависимости от направления их движения через слои горных пород. Это свойство известно как сейсмическая анизотропия, и оно может предоставить важную информацию о том, как силикатные породы мантии — особенно на самых нижних глубинах мантии — деформируются. В отличие от них, области, через которые сейсмические волны распространяются с одинаковой скоростью независимо от направления, считаются изотропными.
Нижние 300 километров мантии, также известные как слой D, потенциально обусловлены плюмами мантии или потоком мантии, взаимодействующим с краями больших провинций с низкой скоростью сдвига: континентальными по размеру, плотными, горячими BLOBs (большими базальными структурами нижней мантии) у основания мантии над ядром.
В нижних 300 километрах мантии, также известных как слой D, анизотропия потенциально вызвана плюмами мантии или потоком мантии, взаимодействующим с краями больших провинций с низкой скоростью сдвига — плотными, горячими BLOBs (большими базальными структурами нижней мантии) у основания мантии над ядром.
Многие вопросы остаются относительно вязкости, движения, стабильности и формы BLOBs, а также о том, как на них могут влиять плюмы мантии и субдукция.
Исследование
Опубликованное в журнале Geochemistry, Geophysics, Geosystems, Рой и его команда использовали ASPECT — программное обеспечение для моделирования трёхмерной конвекции в мантии, и ECOMAN — код для моделирования структуры мантии, чтобы изучить её глубокие слои. Они протестировали пять различных конфигураций мантийных моделей, регулируя вязкость и плотность BLOBs. Целью было выяснить, какая конфигурация наиболее точно воссоздаст наблюдаемую сейсмическую анизотропию.
Исследователи рассматривали BLOBs как регионы с уникальным химическим составом, которые формируются из слоя толщиной 100 километров на дне мантии. Их модели имитировали, как плюмы мантии формировались за последние 250 миллионов лет, в течение которых происходили такие события, как распад Пангеи, открытие Атлантического океана и эволюция различных зон субдукции.
Исследование предполагает, что лучшим объяснением наблюдаемой сейсмической анизотропии является то, что BLOBs на 2% плотнее и в 100 раз более вязкие, чем окружающая мантия. Это согласуется с наблюдениями закономерностей анизотропии в сейсмических данных. Плюмы образуются в основном на краях BLOBs, где сильная деформация вызывает сильную анизотропию.
Примечание:
Эта статья перепубликуется с любезного разрешения Eos, размещённой на сайте Американского геофизического союза. Читайте оригинальную статью здесь.