Сейсмологи из Беркли создали 3D-карту глубинных слоев Земли

Специалисты из Беркли, Калифорния, провели «компьютерную томографию» некоторых регионов Земли, создав трехмерную карту вулканов, включая глубинные слои. Карта пока покрывает не всю Землю, а только такие регионы, как Самоа, Гавайи, Исландию. «Компьютерная томография» выполнялась с использованием суперкомпьютера из NERSC. Система провела моделирование глубинных слоев, показав структуру сейсмически активных регионов. 

Если компьютерная томография тела человека выполняется с использованием рентгеновских лучей, то Землю ученые не сканировали, а изучали прохождение сейсмических волн через глубинные и приповерхностные слои земной коры. Эти волны генерировались не человеком, а землетрясениями. Специалисты вели мониторинг за 273 сильными землетрясениями в течение 20 лет.

Ранее сейсмологи уже пытались создать трехмерную карту мантийных столбов магмы. Но до настоящего момента было неясно, соединяются ли эти столбы с известными вулканами, или являются изолированными.

Новая карта мантии высокого разрешения не только показывает соединение столбов магмы с внешними каналами (вулканами), но и показывает, что на глубине около 1000 км «озера магмы» могут достигать размера в 600-1000 км. Это в пять раз больше, чем предполагалось. Температура столбов магмы примерно на 400 градусов выше, чем температура окружающих пород. 

«До нас никто не видел эти колоннообразные объекты, соединяющие нижние и верхние слои мантии», — говорит Скотт Френч, один из участников исследования. Другой член команды замечает, что не все столбы напрямую соединяются с вулканами — зачастую все это больше похоже на речную дельту. Столбы магмы, по словам исследователей, становятся более узкими по мере приближения к верхнему слою мантии. 


Пример размещения резервуаров с магмой и столбов магмы в мантии (Изображение: Scott French)

Ученые также постарались создать приблизительную карту размещения магматических столбов и резервуаров, отобразив полученную информацию на всем земном шаре. 


Как оказалось, большинство вулканов связаны с магматическими резервуарами, залегающими между металлическим ядром и мантией на глубине около 2800 км. 

Интересно, что суперкомпьютер не смог обнаружить связь между Йеллоустонским вулканом и столбами магмы. Возможно, размер столбов в этом месте слишком мал, и его просто невозможно выявить при помощи существующих методов. 

Для создания самой карты («компьютерной томографии») ученые использовали очень точную модель распространения сейсмических вол через мантию, используя данные сейсмографов и прочих датчиков, расположенных по всему миру. Создание финальной модели потребовало 3 миллионов часов процессорного времени суперкомпьютеров NERSC. Все это заняло около двух недель. 

Сейчас специалисты планируют создать еще более точную карту строения глубинных слоев мантии. Возможно, вначале ученые попробуют создать такую карту для отдельных регионов, а потом уже для всего земного шара в целом.

Источник