28 ноября 2021, воскресенье, 23:46
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Сверхглубокое землетрясение

Остров Титидзима. Бонин или Огасава́ра — группа из более 40 островов, расположенных между Марианскими островами и Японией
Остров Титидзима. Бонин или Огасава́ра — группа из более 40 островов, расположенных между Марианскими островами и Японией
Lee Render/Flickr

Ученые обнаружили самое глубокое землетрясение за всю историю, возникшее в 751 километре ниже поверхности Земли. Следовательно, очаг землетрясения находился в нижней мантии — зоне, где, как считалось, землетрясения невозможны.

Землетрясение, о котором впервые было сообщено в июне в журнале Geophysical Research Letters, было незначительным толчком магнитудой 7,9, случившимся в 2015 году у островов Бонин, которые лежат между Марианскими островами и Японией. Острова находятся над зоной субдукции, где Тихоокеанская литосферная плита медленно погружается под Филиппинскую плиту.

На земной поверхности это землетрясение не ощущалось людьми. Оно было обнаружено лишь с помощью сейсмометрической сети Hi-net — самой мощной системой обнаружения землетрясений в настоящее время. Землетрясение выявила команда под руководством сейсмолога Эрика Кизера (Eric Kiser) из Аризонского университета.

Подавляющее большинство землетрясений — неглубокие, они возникают в земной коре и верхней мантии в пределах первых ста километров под поверхностью. В коре, которая простирается вниз в среднем всего на 20 км, породы холодные и хрупкие. Когда камни подвергаются напряжению, они могут лишь немного деформироваться, прежде чем сломаться, высвобождая энергию, как спиральная пружина. Глубже, в мантии, породы более горячие и находятся под более высоким давлением, что делает их менее склонными к разрушению. Но и на такой глубине землетрясения могут произойти, когда высокое давление действует на заполненные жидкостью поры в породах, вытесняя жидкость наружу. Этим могут объясняться землетрясения на глубине до 400 км, в верхней мантии. Но землетрясение у островов Бонин 2015 года, а также ранее отмеченные землетрясения на глубине около 670 км остаются загадочными.

Проблема с землетрясениями глубиной более 400 км связана с тем, как минералы ведут себя под давлением. Большая часть мантии состоит из минерала оливина. На глубине примерно 410 км из-за давления атомы оливина перестраиваются в другую структуру — голубоватый минерал, называемый вадслеитом. На глубине от 520 километров вадслеит снова трансформируется в рингвудит. Наконец, на глубине около 680 км, где проходит граница между верхней и нижней мантией Земли, рингвудит распадается на два минерала — бриджманит и периклаз. По мере того как оливин превращается в другие минеральные фразы при более высоких давлениях, он с большей вероятностью изгибается и с меньшей вероятностью ломается, вызывая землетрясения. Поскольку сейсмические волны по-разному проходят через разные минеральные фазы, геофизики могут видеть признаки этих изменений, глядя на вибрации, вызванные сильными землетрясениями.

Возможное объяснение землетрясений в верхних слоях мантии предложили минералог Гарри Грин и геофизик Памела Бернли. В экспериментах 1980-х годов они обнаружили, что в некоторых условиях оливин может пропустить фазу вадслеита и сразу перейти в форму рингвудита. В этом случае при достаточном давлении минерал мог сломаться, а не изгибаться. Бернли и Грин сообщили о своем открытии в 1989 году в журнале Nature, предполагая, что это может объяснить землетрясения на глубине менее 400 миль.

Землетрясения в нижней мантии, такие как землетрясение 2015 года у островов Бонин, нуждаются в отдельном объяснении. Одна из возможностей заключается в том, что из-за субдукции литосферной плиты граница между верхней и нижней мантией у островов Бонин находится не совсем там, где ожидают сейсмологи. Авторы исследования утверждают, что опускающаяся плита коры могла осесть на нижнюю мантию достаточно прочно, чтобы подвергнуть породы огромному напряжению, генерирующему достаточно тепла и давления, чтобы вызвать очень необычный разрыв.

Памела Бернли подозревает, что наиболее вероятное объяснение связано с нестандартным поведением минералов. По ее словам, континентальная кора, которая опускается к центру Земли, намного холоднее, чем окружающие материалы, а это означает, что минералы в этой области могут быть недостаточно теплыми, чтобы завершить фазовые изменения, которые должны произойти при заданном давлении. Лоивин может находиться под достаточным давлением, чтобы превратиться в нехрупкую фазу, но если он слишком холодный он может остаться оливином. Это могло бы объяснить возникновение землетрясения. «Я считаю, что если материал достаточно холодный, чтобы создать достаточно напряжения для внезапного высвобождения при землетрясении, он также достаточно холоден, чтобы оливин сохранил структуру оливина», — говорит Бернли.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астронавты астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги виноделие вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы малярия мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты пауки перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения реки религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники средневековье старение старообрядцы стартапы статистика табак такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения когнитивные науки компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция темная материя физическая антропология финансовый рынок черные дыры шнобелевская премия эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2021.