Под Антарктидой обнаружили сотни глубоких землетрясений

Под Антарктидой, где тектонических разломов нет и в помине, учёные зафиксировали больше 500 землетрясений. Все они залегают на глубине от 100 до 150 километров — в зоне, где горные породы, по всем расчётам, слишком горячи и мягки, чтобы трескаться.

Там, где землетрясений не должно быть

Совместная группа американских и испанских исследователей выявила 510 так называемых внутриплитных землетрясений промежуточной глубины под Восточной Антарктидой. Все они сосредоточены под ледником Дэвид и уходят вглубь на 100–150 километров.

Сам факт их существования противоречит стандартной модели тектоники плит. Обычно землетрясения происходят вблизи границ плит — там, где плиты сталкиваются, расходятся или скользят друг относительно друга. Антарктида целиком лежит внутри одной плиты, вдали от любых активных границ.

Магнитуда зафиксированных толчков — от 1,6 до 3,5. Для людей на поверхности они неощутимы, но для сейсмологии это вполне рабочий диапазон данных.

Как искусственный интеллект помог найти скрытые толчки

Данные собирали с 49 сейсмических станций, разбросанных по Восточной Антарктиде. Сами по себе записи — это сплошной фоновый шум, среди которого сигналы от небольших толчков почти неразличимы. Команда применила метод глубокого обучения с переносом знаний: нейросеть, обученную на данных из других регионов, адаптировали под антарктические условия и прогнали через весь массив записей.

Метод основан на анализе двух типов сейсмических волн. Первичные волны (P-волны) распространяются через любую среду — твёрдую, жидкую, расплавленную. Вторичные (S-волны) проходят только через твёрдое вещество. Сравнивая скорость и характер обоих типов волн, можно определить, где именно в толще земли произошёл разрыв породы — и на какой глубине.

Что заставляет породу трескаться на такой глубине

На глубине 100–150 километров температура и давление настолько высоки, что горные породы, как правило, не раскалываются — они медленно текут. Именно поэтому землетрясения на таких глубинах внутри плит считались практически невозможными.

Версия, которую предлагают авторы исследования: всё дело в границе между двумя литосферными блоками. Под этим районом сходятся холодная, толстая плита Восточной Антарктиды и более тонкая, более тёплая плита Западной Антарктиды. Перепад плотности и жёсткости создаёт зону концентрации напряжений. Снизу давит горячая мантия, сверху — километры льда. В этом пересечении нагрузок порода в итоге не выдерживает.

Похожие внутриплитные землетрясения промежуточной глубины фиксировались в Афганистане, Марокко и Румынии. Антарктида теперь в этом же ряду.

Землетрясения — не единственное, что скрывает антарктический лёд. О том, как выглядел этот континент до оледенения, читайте в материале Антарктида без льда: когда это было в последний раз?

Что пока не объяснено

Граница между восточным и западным литосферными блоками тянется вдоль всех Трансантарктических гор — это сотни километров. Но все 510 землетрясений сгруппированы исключительно под ледником Дэвид. Почему именно здесь — авторы исследования прямого ответа не дают. Значит, в этом конкретном месте действует ещё какой-то фактор, который пока не идентифицирован.

Авторы предполагают, что с развитием методов машинного обнаружения аналогичные скрытые очаги удастся найти и в других частях планеты — там, где сейсмографы стоят, но слабые сигналы до сих пор тонули в шуме.