Землетрус біля берегів японії шокував вчених – він змінює уявлення про структуру землі

0
24

У 2015 році біля берегів японії наша планета почала стрясатися від серії своєрідних землетрусів, які серйозно спантеличили вчених. Здавалося б, землетруси для японії взагалі не рідкість, тому нічого дивного в них немає. Але на цей раз землетрус відрізнявся від усіх тих, які відбувалися раніше, причому, не тільки поблизу японії, але і взагалі на землі. Справа в тому, що воно виникло на глибині в сотнях кілометрів, де температура і тиск настільки високі, що тверді породи схильні швидше деформуватися як пластилін, а не ламатися і тріскатися. Перший поштовх, який стався біля берегів віддалених японських островів бонін, був зареєстрований з магнітудою 7,9 і глибиною до 680 кілометрів під землею, що зробило його одним з найглибших землетрусів такої сили. Потім в послідував за цим каскаді афтершоків проявилася ще одна дивина-невелике вогнище виявився найглибшим з коли-небудь спостерігалися землетрусів.

Землетруси біля японських островів бонін став, можливо, найглибшим за всю історію спостережень

Землетрус в нижніх шарах мантії-чи можливо таке?

Надглибокий землетрус, нещодавно описаний в журналі geophysical research letters, за оцінками фахівців виникло на глибині приблизно на 751 кілометр. Якщо ви пам’ятаєте структуру землі, на цій глибині розташовується нижня мантія. Довгий час вчені вважали, що землетруси на такій глибині неможливі або, принаймні, малоймовірні. Правда, справедливості заради слід зазначити, що натяки на виникнення землетрусів на таких глибинах виникали і раніше, але не були підтверджені.

“це, безумовно, найкраще свідчення землетрусу в нижній мантії” — говорить дуглас вінс, сейсмолог, що спеціалізується на глибоких землетрусах з вашингтонського університету в сент-луїсі

Але, стовідсоткової впевненості, що землетрус виник саме в нижній мантії, поки немає. Щоб остаточно переконатися в цьому, вченим знадобляться додаткові дослідження. Справа в тому, що межа шарів проходить в середньому дійсно на глибині 660 кілометрів. Однак на окремих ділянках її глибина може варіюватися. Зокрема, вважається, що під японією нижня мантія починається приблизно на глибині 700 кілометрів. Експерти виявили кілька афтершоків на цій глибині, але один з поштовхів виник набагато глибше.

Треба сказати, що глибокі землетруси хоч і не такі небезпечні, як поверхневі, їх вивчення представляє для вчених не менший інтерес. Це явище може допомогти розгадати механізми, в результаті яких шари нашої планети зміщуються глибоко під нашими ногами. Сейсмічні поштовхи експерти навіть називають одними з небагатьох “вікон”, що дозволяють заглянути у внутрішній устрій планети.

Землетруси в нижніх частинах мантії раніше вважалося неможливими

Глибинний землетрус в японії — причини виникнення

Протягом майже століття вчені ламали голову над тим, чому взагалі відбуваються глибинні землетруси. Як відомо, поблизу поверхні тектонічні плити рухаються і стикаються один з одним, в результаті чого створюють напругу. Коли одна з плит розколюється і зміщується, напруга знімається, але при цьому виникають поштовхи.

Глибоко в надрах землі такі процеси малоймовірні, так як високий тиск і величезна температура їх стримує. Порода в таких умовах стає більш пластичною і здавленої з усіх боків. Що ж тоді з нею відбувається? як стверджують фахівці, вона може ламатися при швидкій деформації. Як приклад можна уявити жувальну гумку. Якщо її повільно розтягувати, вона буде тягнутися і перетворюватися в нитку. Але, якщо зробити різкий ривок, вона з бавовною порветься на дві частини.

Вчені помітили, що всі глибокі землетруси відбуваються поблизу сучасних або древніх зон, де в результаті зіткнення тектонічних плит одна з них стала занурюється під іншу. Занурюються на екстремальні підземні глибини тектонічні плити, ймовірно, і викликають струсу далеко під поверхнею. Але вчені досі не можуть сказати, як і чому напруга стає настільки високим, щоб викликати землетрус на великій глибині.

Землетруси виникають на ділянках, де тектонічні плити занурюються глибоко в надра

Одна популярна версія пов’язана з тим же явищем, яке розділяє мантію на шари. Верхня мантія рясніє зеленим мінералом олівіном. На великих глибинах кристалічна структура мінералу вже не стабільна. Починаючи приблизно з 410 кілометрів атоми можуть перегрупуватися в мінерали вадслеит або рінгвудит. Трансформація олівіну всередині плити може створити слабкі місця в породі. В результаті на цих ділянках вона може швидко деформуватися, викликаючи глибокий землетрус.

Однак, приблизно на глибині 660 км структура різко змінюється. Породи нижче цієї межі набагато щільніше, ніж ті, що розташовані вище над нею. У цьому шарі переважає мінерал бріджманіт. Тому, якщо землетрус дійсно стався в цьому шарі планети, воно було викликано не олівіном.

Можливо, поштовхи викликає перетворення іншого мінералу в потопаючої плиті — енстатіта. Крім того, деякі фахівці говорять ще про один механізм, який міг викликати таке явище. Крихітні афтершоки, що послідували за землетрусом магнітудою 7,9 балів, мабуть, відбулися біля основи розірваної плити дна тихого океану. Можливо, вона трохи осіла і пробила верхню частину нижньої мантії. Цього невеликого зсуву могло бути достатньо, щоб сконцентрувати великі напруги в основі плити, коли вона занурювалася в більш щільні породи нижньої мантії.

Причиною глибинних землетрусів міг бути мінерал енстатит

Надглибинного землетрусу в японії могло не бути?

Землетрус у нижній частині мантії може змінити давнє уявлення вчених про внутрішній устрій нашої планети. Однак не всі переконані в достовірності тверджень, викладених в новому дослідженні. У деяких випадках методи, що використовуються для посилення сигналів такого землетрусу, можуть викликати “помилкові тривоги». Про це говорить інцай чжен, сейсмолог з х’юстонського університету.

Помилкова тривога може виникнути, наприклад, якщо хвилі від іншого поштовху відіб’ються від внутрішніх структур землі, а потім будуть уловлені сейсмічною апаратурою. Правда, інший відомий сейсмолог джон відейл, співробітник університету південної каліфорнії, каже, що сейсмічні сигнали, схоже, виходили від справжнього землетрусу. За його словами, глибина була визначена безпомилково. Під питанням залишається лише глибина, на якій проходить межа верхньої і нижньої мантії.

У міру того, як плита занурюється, вона може охолодити навколишні породи, відсуваючи тим самим нижню межу мантії на великі глибини. Щоб дати точну відповідь на це питання, вчені продовжують дослідження, застосовуючи для цього сучасні технології. Цілком можливо, що загадка глибинних землетрусів буде розгадана вже найближчим часом. Про це ми відразу ж повідомимо вам на нашому яндекс.дзен-каналі. Наостанок зазначу, що землетруси , тобто здригання поверхні бувають, про що ми розповідали раніше.