Самое глубокое землетрясение за всю историю наблюдений
Геологи обнаружили самое глубокое землетрясение из когда-либо зарегистрированных на глубине 751 километра под поверхностью Земли. На такой глубине землетрясение произошло в нижней мантии, где экстремальные давления обычно делают этот тип землетрясений "невозможным". По крайней мере, так считалось.
Землетрясение, о котором впервые было в июне прошлого года, стало лишь незначительным афтершоком землетрясения магнитудой 7,9, которое произошло на островах Бонин у берегов Японии в 2015 году. Подземные толчки были настолько слабыми, что не ощущались с поверхности земли. Об этом событии знали только сверхчувствительные приборы.
Согласно этим анализам, землетрясение произошло на глубине 751 километр под поверхностью земли. Никогда ранее землетрясения не были обнаружены на такой глубине в нижней мантии, что удивило специалистов. Подавляющее большинство землетрясений происходит в верхней мантии, в первых сотнях километров под поверхностью, где породы "холодные и хрупкие".
После этого породы становятся более горячими и находятся под большим давлением, что делает их менее склонными к разрыву. Однако на расстоянии до 400 км землетрясения все еще могут происходить, когда высокое давление давит на заполненные жидкостью поры в горных породах, заставляя жидкости выходить из своих укрытий. В этих условиях горные породы действительно более склонны к разрыву. На этих глубинах мы все еще находимся в верхней мантии.
После этого мы попадаем в нижнюю мантию, где, как считалось ранее, давление слишком велико, чтобы вызвать такой тип разрыва. Но это уже не первый случай. В этой среде уже наблюдались землетрясения на глубине около 670 км.
Таким образом, это новое открытие предлагает нам переосмыслить то, как минералы ведут себя под давлением.
Все еще очень загадочный подземный мир
Большая часть мантии планеты состоит из минерала под названием оливин. И чем глубже вы погружаетесь, тем большее давление заставляет атомы оливина реорганизовываться в другую структуру. На глубине около 155 км минерал превращается в вадслеит. Еще на 100 км ниже вадслеит снова реорганизуется в рингвудит. Наконец, на глубине около 680 км под поверхностью рингвудит распадается на два минерала - бриджманит и периклаз.
Все эти минеральные фазы ведут себя по-разному. Поскольку оливин трансформируется при более высоком давлении, он становится более склонным к изгибу и менее склонным к разрушению, что может привести к землетрясениям. Именно по этой причине такое событие на такой глубине вызывает вопросы у исследователей.
Однако в 1980-х годах было предложено возможное объяснение. В ходе экспериментов исследователи обнаружили, что минеральные фазы оливина не так четко разделены, как считалось ранее. При определенных условиях оливин может "пропустить" фазу вадслеита и реорганизоваться непосредственно в рингвудит. В момент такого перехода и при достаточном давлении минерал может разрушиться, а не согнуться.
Это исследование, опубликованное в то время в журнале , представляет интерес. Однако она не может объяснить землетрясения, происходящие на глубине от 155 км до 255 км. Новое землетрясение на Бонинских островах гораздо глубже.
Другая возможность заключается в том, что минералы ведут себя по-разному в этом регионе. Континентальная кора, опускающаяся к центру Земли, будет здесь гораздо холоднее, чем окружающий материал, а это значит, что минералы в этом регионе могут быть недостаточно горячими для завершения фазовых изменений, которые они должны претерпевать при данном давлении. В этих условиях оливин останется оливином.
Это может объяснить, почему землетрясение может возникнуть в нижней части земной коры: она просто не такая горячая, как ожидают ученые. Затем материал достаточно остынет, чтобы в нем накопилось напряжение, достаточное для внезапного землетрясения.