Глубину материковых плит определили по расплавленным алмазам

Фото: Willyam Bradberry / Фотодом / Shutterstock
Фото: Willyam Bradberry / Фотодом / Shutterstock

Ученые из Университета Саутгемптона, используя петрологические и сейсмологические данные, обнаружили, что на глубине 130—190 км начинается частичное расплавление алмазов, содержащихся в породах, которое и определяет границы основания литосферы.

Внешняя оболочка Земли, литосфера, состоит из твердых блоков — литосферных плит. Они перемещаются по поверхности астеносферы — более мягкого и пластичного верхнего слоя мантии. Данные о толщине литосферных плит, особенно материковых, до сих пор не были точно установлены и разнятся в зависимости от типа исследования. Так, согласно анализу ксенолитов (обломков глубинных горных пород, вынесенных магмой на поверхность), толщина литосферы составляет примерно 175 км, в то время как по данным сейсмической томографии, глубина доходит до 250 км, а в отдельных случаях даже до 450 км.

Приведение противоречивых данных к единому знаменателю даст ключ к лучшему пониманию процессов тектоники плит и конвекции в мантии Земли.

Ученые использовали многолетние данные Института сейсмологических исследований. Чтобы получить сейсмограммы, показывающие структуру и границы литосферных плит, они использовали волновые формы — предшественники сейсмических волн глубинных зон материков. Сопоставив данные сейсмограмм, ученые обнаружили, что на глубине 130—190 км скорость волновых форм снижается на 7−9%. Преимущество анализа волн-предшественников заключается в том, что они очерчивают четкие границы глубин разломов и позволяют провести сравнительно-сопоставительный анализ между континентами.

Ученым удалось исследовать глубину девяти крупнейших литосферных плит — в Северной Америке, Южной Америке, Европе, Сибири, Западной Африке, Восточной Африке, Индии, Австралии и Антарктике.

Также ученые выяснили, что глубина разломов коррелирует с данными о глубине местонахождения алмазных ксенолитов и соответствует переходу нетронутых алмазов в деформированные. Алмазы сохраняют свою форму только в твердой толще коры, это значит, что именно на глубинах в 130—190 км начинается частичное расплавление твердого основания материков с плавным переходом в астеносферу.

Статья опубликована в журнале Science.

В 2016 году ученые обнаружили, что распространенный в недрах Земли минерал портит сейсмологические данные.

Теги:

Читать еще на Чердаке: