Спутники GRACE, работавшие непрерывно с 2002 по 2017 год, зафиксировали изменения в гравитационном притяжении Земли. — Фото: NASA
Исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, показывает, что горные породы в самых глубоких слоях мантии могут претерпевать динамические изменения за короткие промежутки времени. Это открытие может дать важные подсказки для лучшего понимания процессов образования крупных землетрясений или формирования магнитных полей — «щитов», защищающих жизнь на Земле.
Исследовательская группа под руководством учёной Шарлотты Гонь Гурантон (Парижский городской университет) при значительном участии геофизика Изабель Пане (Университет Гюстава Эйфеля, Франция) использовала данные спутниковой миссии GRACE (2002-2017), американо-германского совместного проекта, предназначенного для измерения гравитационного поля Земли.
Два спутника GRACE пролетают последовательно на фиксированном расстоянии, что делает их редким и высокоточным инструментом. Когда ведущий спутник проходит над областями значительной массы, такими как горные хребты или подземные водоемы, более сильное гравитационное притяжение вызывает его небольшое смещение, в результате чего изменяется расстояние до спутника, находящегося позади него. Эти изменения на уровне миллиметров точно отражают изменения гравитации.
Первоначально GRACE использовался в основном для изучения круговорота воды: таяния льда, уровня грунтовых вод. Но благодаря своей чрезвычайно высокой чувствительности исследовательская группа поняла, что он также может «улавливать» колебания глубоко внутри Земли. Ранее они даже использовали эти данные для обнаружения сигналов на глубине сотен километров, связанных с крупными землетрясениями.
В новом анализе выявился необычный сигнал, наиболее отчетливо проявившийся в 2007 году, локализованный под Атлантическим океаном, у побережья Африки. Природа этого сигнала полностью исключает возможность его происхождения от поверхностных вод или движения льда. «По крайней мере, часть причины должна исходить из недр твердой Земли, из очень глубоких слоев», — подчеркнул доктор Панет.
Примечательно, что примерно в то же время в 2007 году спутники, специализирующиеся на мониторинге магнитных полей, также зафиксировали геомагнитную аномалию в том же районе. Это пространственное и временное совпадение позволяет предположить, что два явления, гравитация и магнетизм, могут быть двумя сторонами одного и того же глубинного геологического процесса.
Исследовательская группа выдвинула гипотезу, что в нижней части мантии, где порода богата перовскитными минералами, произошли преобразования на атомном уровне. Под огромным давлением кристаллическая структура этого минерала могла «схлопнуться», приняв более плотную форму — процесс, известный как фазовый переход.
Это смещение увеличивает плотность горной массы, вызывая увеличение массы области и создавая гравитационный сигнал. Соседние породы вынуждены перестраиваться, искажая границу между мантией и ядром примерно на 10 см. Хотя это может показаться незначительным, этого смещения достаточно, чтобы повлиять на конвекционные потоки расплавленного железа во внешнем ядре, которые являются источником магнитного поля Земли и вызвали геомагнитные возмущения 2007 года.
Доктор Панет с осторожностью отметил, что этот сценарий нуждается в дальнейшей проверке: «Это всего лишь гипотеза; нам еще нужны дополнительные доказательства». Однако даже простое наблюдение подобного события считается важным шагом вперед в науках о Земле.
Профессор Барбара Романович, сейсмолог из Калифорнийского университета в Беркли, заявила: «Впервые у нас есть убедительные доказательства того, что динамические процессы в нижней части мантии происходят достаточно быстро, чтобы их можно было изучать в режиме реального времени».
На сегодняшний день команда не обнаружила никаких других подобных гравитационных сигналов с 2007 года. Но мониторинг продолжается. Ожидается, что данные со спутников следующего поколения GRACE помогут пролить свет на тайны самых глубоких слоев планеты, где Земля бесшумно «дышит» и движется.
Источник: https://tuoitre.vn/phat-hien-bien-dong-bi-an-sau-2-900km-duoi-long-dat-20250918183852224.htm
Комментарий (0)