Для більшості з нас система GPS - щось на зразок сучасної, інтерактивної версії звичайної дорожньої карти, дуже зручної для вибору відповідного маршруту або пошуку найближчого банкомату. Але GPS - це щось куди більше. Наприклад, американські вчені використовують її для дослідження... земних надр.
Як правило, для вивчення надр нашої планети проводять вимірювання геологічних властивостей породи - щільності, еластичності - для чого фіксують параметри проходження сейсмічних хвиль, що залежать від цих властивостей. Однак сейсмологічні методи, за словами американського геофізика Марка Сімонса (Mark Simons), "чутливі лише до тих чи інших комбінацій цих властивостей... і буває важко, не залучаючи інших інструментів, визначити, чи є спостережуваний ефект наслідком зміни щільності або еластичності ".
Позбавленим цих недоліків може стати абсолютно новий, оригінальний підхід, над втіленням якого Сімонс працює спільно з японськими колегами з групи Такео Іто (Takeo Ito). Щоб заглянути під поверхню Землі, вчені використовують сигнали розташованих на орбіті супутників системи GPS.
З їх допомогою автори методу заміряють реакцію твердої земної поверхні на вплив океанських припливів і відливів, які створюють досить серйозну напругу у верхніх шарах кори. Це, за їхніми словами, дозволяє відокремити ефекти, що виникають через різницю в щільності порід, від тих, які з'являються внаслідок відмінності їх модулів пружності, що характеризують здатність тіла до упругої деформації.
Для цього потрібно лише з максимально доступною точністю заміряти зміщення певних точок земної кори - в даному випадку, вчених цікавить лише певний регіон, на західному віконці США, охоплений датчиками геосейсмічної обсерваторії PBO. Тут вчені можуть фіксувати рухи суші з точністю до міліметра, і потім, пов'язавши їх з періодами припливів і відливів, проводити подальший аналіз.
Таким шляхом вони і вивчають властивості астеносфери, верхнього, пластичного і в'язкого шару мантії Землі, що лежить відразу під її корою. «Астеносфера відіграє величезну роль у тектонічних процесах, адже вона розташована безпосередньо під літосферними плитами», - говорить Такео Іто.
Регіон для досліджень обрано невипадково. За сучасними уявленнями, північно-західна віконечність материкової частини США може в майбутньому стати місцем колосальної катастрофи. Тут накопичується напруга, яка рано чи пізно виллється колосальним виверженням або землетрусом. Наскільки нам відомо, щільність астеносфери в цих областях помітно нижче середнього показника.
«Така щільність може бути пов'язана з якимось певним хімічним складом речовини, наявністю домішок або підвищеною температурою, - пояснює Сімонс, - У нашому дослідженні ми доходимо висновку про те, що аномально низька щільність у цій галузі є наслідком саме підвищеної температури астеносфери - за розрахунками, вона повинна приблизно на 300 градусів перевищувати середню для даних глибин».
Читайте також: «Пульс Землі».
По прес-релізу Caltech