Грядущий массивный «атлас подземного мира» позволит геологам перемотать геологическое время назад.
Когда встречаются две тектонические плиты, они встречаются не мило. На самом деле это битва за превосходство, когда одна плита погружается под другую в мантию Земли. Медленно спускаясь вниз, они идут к расплавленному ядру земли, на 2900 километров под землей. Единственное, что осталось на поверхности, - это израненный в боях победитель. «Каждый день мы теряем геологическую информацию с лица Земли», - сказал Джонни Ву, геолог из Хьюстонского университета в Техасе, в интервью Science. «Это похоже на потерю осколков стекла, когда вы пытаетесь снова их собрать.”
Это, конечно, источник разочарования для геологов, пытающихся реконструировать раннюю историю Земли, и они все чаще ищут ответы в мантии Земли. Используя «томографию мантии», они отслеживают волны землетрясений, когда они проходят через горные породы, и используют компьютерные модели для создания изображений, подобных компьютерной томографии (КТ).
Сначала сканирование показало подземные массы, похожие на шарики в лавовой лампе. Однако по мере развития моделей они выявили то, что наука называет «призраками географии прошлого», твердыми прямыми холодными плитами толщиной 500 километров. Это уже открыло нам глаза: «Почти везде, где мы это видели, - говорит Джон Саппе из Университета Хьюстона, - то, что мы находим в мантии, не совсем то, что можно было бы предсказать».
Самое интересное, томография показала, что плиты изгибаются, но не сминаются, так что довольно легко экстраполировать их пути на поверхность, отматывая время назад и направляя геологов на путь к разгадке бесчисленных тайн древние образования и современные геологические особенности.
Теперь ученые Доуве ван Хинсберген, Доуве ван дер Меер и Вим Спакман из Утрехтского университета в Нидерландах собираются опубликовать каталог из 100 субдуктивных плит. «Шаг за шагом мы погружались все глубже и глубже, взрослели и взрослели», - говорит Ван дер Меер. Команда описывает свою публикацию, которая должна выйти в декабре 2016 года, как «атлас преступного мира». Используя свою собственную томографическую модель, сверенную с другими моделями, он опишет возраст и размер каждой плиты, а также соответствующие данные о поверхностных породах.
«Это довольно захватывающее время, чтобы собрать все эти кусочки воедино», - с энтузиазмом говорит Мэтью Домейер, занимающийся моделированием тектоники в Университете Осло.
Даже с этим новым атласом в руках наука будет продолжать совершенствоваться, поскольку томография мантии иногда дает сомнительные результаты, обнаруживая плиты, которых на самом деле может и не быть. Это связано с несколькими факторами. Сейсмические данные, от которых зависят модели, собираются разбросанными датчиками, которые не охватывают каждую область, а пробелы влияют на целостность данных, поскольку волны становятся менее отчетливыми, когда они улавливаются издалека. (Это тоже фактор, так как они удаляются ближе к ядру.) Кроме того, не во всех районах происходят землетрясения, генерирующие волны, и ученым не хватает данных об этих местах.
Дополнительная проблема заключается в том, что ученые используют более 20 различных моделей для анализа своих данных, что иногда приводит к противоречивым выводам - одна модель может точно определить плиту, существование которой оспаривает другая модель. Постдоктор из Университета Осло, Грейс Шепард, намерена вскоре опубликовать отчет о плитах, согласно которому 14 моделей, использующих одни и те же данные, скорее всего, действительно существуют.
Есть еще одна вещь, которую не может решить даже атлас подземного мира: плита не вечна. Примерно через 250 миллионов лет он достигает ядра, где разлагается для повторного использования. Это означает, что история Земли от 250 миллионов лет назад до ее рождения, вероятно, останется загадкой, на которую нет ответа.