Голямата мистерия: Търсят подземни планини по-високи от Еверест

П од земята има планини, които са четири пъти по-високи от Еверест и това предизвиква любопитството на редица изследователи, които предприеха мисия до Антарктида. През 2015 г. изследователите посещават Антарктида, за да поставят сеизмологична станция - оборудване, наполовина заровено в снега, което да им позволи да изследват вътрешността на нашата планета. Екипът инсталира общо 15 такива станции в цяла Антарктида.

Ето какво разказва BBC за тази така мистериозна експедиция:

Ярък летен ден в Антарктида. През замръзналите си мигли Саманта Хансен се взира в безформения пейзаж: бяла стена, където горе беше същото като долу, а земята се сливаше безпроблемно с небето. В тези дезориентиращи условия, при температури от около -62C (-80F), тя намира подходящо място в снега и изважда лопатата си. 

Хансен се намира в мрачната вътрешност на континента - не в сравнително балсамираната, живописна Антарктида от обиколките с круизни кораби, а в безпощадна среда, която рядко се посещава дори от местната дива природа. Като част от екип от Университета на Алабама и Държавния университет на Аризона, тя търси скрити "планински" вериги - върхове, на които никой изследовател не е стъпвал и които слънчевата светлина не е осветявала. Тези планини се намират дълбоко в Земята.

The search for Earth's hidden mountains https://t.co/MepD2RD34I pic.twitter.com/PtmpDBxRDC

— twittans (@twittanss) June 5, 2023

Разкритите от тях структури, наподобяващи планини, са крайно загадъчни. Но екипът на Хансен откри, че тези свръхнискоскоростни зони или ULVZ, както са известни, вероятно са и почти повсеместно разпространени - където и да се намирате по света, те може да се крият далеч под краката ви. "Намерихме доказателства за ULVZ почти навсякъде, където погледнахме", казва Хансен. Въпросът е - какви са те? И какво правят в нашата планета?

Мистериозна история

Странните вътрешни планини на Земята се появяват на критичен праг: този между металното ядро на планетата и заобикалящата го скалиста мантия. Този рязък преход, както посочва екипът на Хансен, е дори по-драстичен от промяната във физическите свойства между твърдата скала и въздуха. От десетилетия той вълнува специалистите - колкото загадъчен, толкова и влиятелен за геологията на планетата.

Въпреки че "границата ядро-мантия" се намира на хиляди километри от повърхността на Земята, между нейните неизмерими дълбини и нашия свят има изненадващо голям обмен. Смята се, че тя е своеобразно гробище за древни парчета от океанското дъно - и може би дори стои зад съществуването на вулкани на неочаквани места, като Хаваите, като създава свръхнагряти магистрали към кората.

Историята на дълбоките земни планини започва през 1996 г., когато учените изследват границата между ядрото и мантията далеч под централната част на Тихия океан. Те направиха това, като изследваха сеизмичните вълни, създадени от масивни земни трусове: обикновено земетресения, въпреки че ядрените бомби могат да постигнат същия ефект. Тези вълни преминават през Земята и могат да бъдат засечени от сеизмични станции на други места на нейната повърхност, понякога на повече от 12 742 км от мястото, откъдето са тръгнали. Като изследват пътищата, по които преминават вълните - например начина, по който се пречупват от различни материали - учените могат да съставят подобна на рентгенова снимка на вътрешността на планетата.

Когато изследователите разгледали вълните, генерирани от 25 земетресения, те установили, че те необяснимо се забавят, когато достигнат назъбено петно на границата между ядрото и мантията. Тази огромна, неземна планинска верига е силно променлива - някои върхове се простират на 40 км нагоре в мантията, което се равнява на 4,5 пъти височината на Еверест. В същото време други са високи само 3 км.

Оттогава насам са открити подобни планини, които се крият на разпръснати места из цялото ядро. Някои от тях са особено големи: един чудовищен екземпляр заема участък с диаметър 910 км под Хаваите.

И до ден днешен никой не знае как са се появили там и от какво са направени.

Една от идеите е, че планините са части от долната мантия, които са били прегряти поради близостта им с нагорещеното ядро на Земята. Макар че мантията може да достигне 3700C (6692F), това е сравнително слабо - ядрото може да достигне високи температури от 5500C (9932F) - не далеч от температурата на повърхността на Слънцето. Предполага се, че най-горещите части на границата между ядрото и мантията могат да се разтопят частично - и това е, което геолозите разглеждат като ULVZ. 

Алтернативно, дълбокоземните планини може да са изградени от материал, който се различава съществено от заобикалящата ги мантия. Невероятно, но се смята, че те могат да бъдат останки от древна океанска кора, която е изчезнала в дълбините, като в крайна сметка е потънала надолу в продължение на стотици милиони години, за да се установи точно над ядрото.

В миналото геолозите са търсили улики във втори пъзел. Дълбокоземните планини обикновено се намират в близост до други загадъчни структури: огромни петна или големи провинции с ниска скорост на срязване (LLSVP). Съществуват само две: аморфна буца, наречена "Тузо" под Африка, и друга, известна като "Джейсън", под Тихия океан. Смята се, че те са наистина първични, вероятно на милиарди години. Отново никой не знае какво представляват и как са се появили там. Но близостта им до планините е довела до убеждението, че те са свързани по някакъв начин.

Един от начините да се обясни тази връзка е, че наистина всичко е започнало с плъзгането на тектонските плочи в земната мантия и потъването им до границата ядро-мантия. След това те бавно са се разпространили, за да образуват асортимент от структури, оставяйки следа както от планини, така и от капки. Това би означавало, че и двете са изградени от древна океанска кора: комбинация от базалтови скали и седименти от океанското дъно, макар и трансформирани от интензивната топлина и налягане.

Но съществуването на дълбокоземни планини под Антарктида може да противоречи на това, предполага Хансен. "По-голямата част от изследвания от нас регион, южното полукълбо, е доста далеч от тези по-големи структури."

Мразовито търсене

За да инсталират антарктическите си сеизмологични станции, Хансен и екипът ѝ отлитат до подходящи места с хеликоптери и малки самолети, като поставят оборудването в сняг, дълбок до кръста - някои близо до брега, под любопитния поглед на живеещите там пингвини, други - във вътрешността на страната.

Първите резултати бяха получени само след няколко дни. Уредите могат да засичат земетресения почти навсякъде на планетата - "Ако е достатъчно голямо, можем да го видим", казва Хансен - и има много възможности. Националният информационен център за земетресенията на САЩ регистрира около 55 по целия свят всеки ден.

Въпреки че идентифицирането на дълбоко разположени планински вериги е правено и преди, никой никога не е проверявал за такива под Антарктида. Тя не се намира близо до нито една от мистериозните петна, нито пък до места, където наскоро са се свличали тектонични плочи. И все пак за изненада на екипа те ги откриват на всяко място, от което са взели проби.

Досега се смяташе, че планините са разпръснати в близост до местата, заети от капките. Но резултатите на Хансен показват, че те може да образуват непрекъсната покривка, която се увива около земното ядро.

Проверката на тази идея ще изисква много повече изследвания: преди изследването в Антарктика бяха проверени едва 20% от границата между ядрото и мантията. "Но ние се надяваме да запълним тази празнина", казва Хансен, който обяснява, че това зависи и от разработването на нови техники за идентифициране на по-малки структури. В някои региони ULVZ структурите приличат по-скоро на тънки плата, отколкото на планини, така че все още не е възможно да се види целият слой - те не се виждат на сеизмографите, ако изобщо ги има.

Въпреки това, ако планините наистина са толкова широко разпространени, това би имало значение както за това от какво са изградени, така и за това как са свързани с по-големите капковидни структури. Възможно ли е по-малките останки от тектонични плочи с размерите на планини наистина да са се оказали разпръснати толкова далеч от по-големите капковидни структури?

Каквото и да открием, странно е, че фригидният, чужд пейзаж на Антарктида ни е дал ключ към странните, свръхнагряти планини на дълбоката Земя.