Ученые из Китая и Японии выявили уникальные особенности поля течения в нижней мантии. Изучая сейсмическую анизотропию в верхней части нижней мантии под Филиппинской морской плитой, они обнаружили, что древнее нижнемантийное поле все еще сохранилось там, сообщает «scitechdaily».
Нижняя мантия является важным слоем Земли и может играть важную роль в эволюции и круговороте материалов в недрах Земли. Обычно считается, что это не только конечный пункт назначения субдукционных плит, но и родина мантийных плюмов, которые являются двумя основными стилями в эволюции и круговороте материалов поверхности и недр Земли. Однако наши знания о характеристиках поля течения и геодинамики нижней мантии все еще недостаточны.
В этом исследовании ученые провели томографию азимутальной анизотропии P-волны, чтобы получить изображение 3D-анизотропной структуры коры и мантии на глубине 1600 км под. Результаты томографии показывают, что направления быстрых скоростей с севера на юг существуют на глубинах 700–900 км. Они также наблюдали две изолированные аномалии высоких скоростей на глубине 700–1600 км.
Основываясь на предыдущих геодинамических симуляциях и сейсмологических результатах, исследователи пришли к выводу, что аномалии с севера на юг на глубинах 700–900 км отражают остаточное поле нижнего мантийного стока Тихого океана возрастом около 50 млн лет.
Кроме того, две изолированные аномалии быстрых скоростей согласуются с сейсмическими рассеивателями на глубинах 1000–1800 км, обнаруженными предыдущими сейсмологическими исследованиями, а их местоположение в целом согласуется с расположением центра спрединга между плитами Идзанаги и Тихого океана, когда этот центр спрединга собирался погрузиться под Евразийскую плиту. Таким образом, можно сделать вывод, что изолированные аномалии быстрых скоростей являются остатками субдукционной плиты Идзанаги.
Предполагается, что две изолированных быстрых аномалиях отражают поле стока нижней мантии Тихого океана около 40 млн лет, потому что они окружены аморфным полем мантийного течения и не подвержены влиянию нынешнего нижнемантийного потока», — сказал профессор Фань Цзянькэ из Института океанологии Китайской академии наук (IOCAS).
Эти наблюдения также предоставляют важные и независимые сейсмические доказательства существования прошлых деформаций в нижней мантии, которые могут помочь нам лучше понять геодинамические свойства нижней мантии.
Схематическая диаграмма, показывающая остатки нижнего течения нижней мантии Тихого океана в начале кайнозоя под плитой Филиппинского моря. Белые полосы и серые пунктирные линии обозначают остатки нижнего мантийного поля Тихого океана возрастом около 50 млн лет и 40 млн лет соответственно. Источник: IOCAS