С использованием сейсмических методов исследования в пределах нижней мантии обнаружены большие структуры – крупные области с низкой скоростью сдвига (LLVP). Они отличаются значительным снижением скорости движения сейсмических волн. Эти области расположены под Тихим океаном и Африканским континентом на глубине около 3 тыс. км. Ширина составляет тысячи км, мощность – 900 км. Предполагается, что данные структуры представляют собой смешанные погруженные участки океанической коры в мантию при субдукции и сходны по составу и истории.

Актуальность изучения LLVP обусловлена влиянием их ввиду расположения на конвективные потоки, с которыми связано магнитное поле Земли.

Новое совместное исследование Кардифского, Оксфордского, Бристольского и Мичиганского университетов было посвящено изучению LLVP. В качестве метода ученые использовали численное моделирование. С его помощью смоделирована мантийная конвекция, и реконструированы тектонические движения за последний 1 млрд лет.

По результатам установлен различный состав LLVP. Так, африканская структура сложена более старым и лучше смешанным материалом, в то время как тихоокеанская содержит на 50% больше молодой субдуцированной коры.

Это связано с регулярным пополнением тихоокеанской LLVP новым материалом из зон субдукции Тихоокеанского огненного кольца. Африканская структура получает его значительно меньше.

Это объясняет большие размытость и мощность и меньшую плотность африканской LLVP относительно тихоокеанской.

При этом установлено, что температура данных структур почти одинакова. Это объясняет аналогичный характер прохождения через них сейсмических волн.

Полученные результаты расширяют понимание внутренней структуры Земли и отражают ее связь с геодинамикой. Так, они свидетельствуют об асимметрии свойств мантии, что следует внести в соответствующие модели, которые основаны на симметричном строении. Таким образом, открываются новые возможности для исследований геологической и геофизической эволюции Земли.

Проведенное исследование подчеркивает актуальность междисциплинарного подхода в изучении внутреннего строения Земли.