Землетрясения на глубине 90 км: Science Daily пишет об активности в мантии Земли

Американские геофизики подтвердили существование нового класса землетрясений, возникающих в верхней мантии Земли на глубинах порядка 68–90 километров. Открытие меняет базовые представления о том, где именно в литосфере могут формироваться сейсмические очаги и как ведет себя вещество под континентами при экстремальных давлениях и температурах. Исследование проводилось Университетом Юты, сообщает ScienceDaily.

Речь идет о так называемых континентальных мантийных землетрясениях — редком типе сейсмических событий, фиксируемых ниже границы Мохоровичича. Последняя традиционно считается нижним пределом земной коры. Согласно новым данным, часть землетрясений формируется значительно глубже, в зоне, где породы должны вести себя как вязкая, медленно текущая среда, а не как хрупкая структура, способная к разрыву.

Землетрясения в мантии Земли – открытие на основе архивных данных

Ключевым элементом исследования стал пересмотр архивных данных за несколько десятилетий. Ученые повторно проанализировали сейсмограммы событий, впервые зафиксированных еще в 1979 г. в районе города Рэндолф в штате Юта. Тогда землетрясение магнитудой 3,8 произошло на глубине около 90 километров и не ощущалось на поверхности. Это уже на раннем этапе вызвало сомнения в корректности интерпретации данных. Позднее аналогичные события были выявлены в том же регионе, однако их также долго относили к аномалиям измерений.

Читайте по теме: как большие данные меняют геофизику — от землетрясений до ядерных испытаний

Современный пересчет, проведенный под руководством геофизика Кита Купера и его коллег, подтвердил: все 9 изученных событий действительно происходили в верхней мантии, а не в коре. Дополнительным подтверждением стала серия землетрясений 2025 г. в бассейне Уинта, где очаг залегал на глубине около 68 километров, то есть заметно ниже границы Мохо.

Как возникают землетрясения на глубине 90 км

Особое внимание исследователи уделили механизму возникновения таких событий. По данным анализа, землетрясения фиксируются в зоне взаимодействия стабильного древнего блока литосферы — Вайомингского кратона — и потоков мантийного вещества, движущихся вдоль его краев. Такое взаимодействие приводит к концентрации напряжений, способных вызывать разрыв даже в условиях высоких температур, превышающих 700 градусов Цельсия.

Геофизики подчеркивают, что подобное поведение пород противоречит классической модели, согласно которой ниже определенной глубины литосфера переходит в пластичное состояние и перестает накапливать хрупкие деформации. Новые данные показывают, что в отдельных зонах мантии сохраняются участки, где напряжение высвобождается резко, в виде землетрясений.

Влияние землетрясений в мантии Земли

Отдельной особенностью этих событий является их изолированный характер. В отличие от обычных землетрясений, глубинные мантийные толчки не сопровождаются выраженными форшоками и афтершоками. Это указывает на иной механизм накопления энергии и ее высвобождения, не связанный с классической тектоникой разломов в коре.

Существенную роль в открытии сыграли современные методы обработки данных. Использование цифровой переоценки старых сейсмограмм, трехмерного моделирования и уточненных скоростных моделей земной коры позволило скорректировать глубины очагов с точностью, недоступной в конце XX в. В ряде случаев расхождения с первоначальными оценками оказались принципиальными.

Отдельные исследования также указывают на возможную роль мантийных флюидов и процессов дегидратации глубинных пород, связанных с остатками древних субдукционных плит. В частности, рассматривается гипотеза о влиянии погруженного участка плиты Фараллон, который может создавать зоны повышенного давления и нестабильности в переходной области мантии.

Параллельно ученые обсуждают возможный механизм так называемого «термического разгона», при котором локальное накопление напряжений и снижение прочности пород приводит к лавинообразному разрушению. Эта модель ранее применялась преимущественно к лабораторным экспериментам, однако теперь рассматривается как объяснение части глубинной сейсмичности.

Ранее на сайте «Пронедра» писали про загадку Пацифики: на дне океана обнаружены природные «стабилизаторы» землетрясений