ШІ допоміг виявити шість нових зон аномалій на межі ядра та мантії Землі

08 вересня 2026 р. 20:07

08 вересня 2026 р. 20:07

Дослідники Китайської академії наук за допомогою глибокого навчання опрацювали понад 2 млн сейсмічних записів за 1990–2024 роки та побудували найдетальнішу на сьогодні глобальну карту ймовірних дрібномасштабних неоднорідностей у нижній мантії Землі.

Аналіз виявив шість раніше не описаних зон, де з високою ймовірністю відбувається сильне розсіювання сейсмічних хвиль поблизу межі ядра та мантії, розташованої приблизно на глибині 2900 км під поверхнею.

Деталі

Автори роботи вивчали так звані передвісники PKP — слабкі сейсмічні сигнали, які виникають, коли хвилі від землетрусів розсіюються на невеликих неоднорідностях глибоко всередині Землі. Ці сигнали важко виділити вручну, тому дослідники навчили систему автоматично знаходити їх у великих масивах даних, а потім ітеративно перевіряли та коригували результати вручну.

До вибірки увійшли понад 2 млн хвильових форм від землетрусів магнітудою Mw 6,0 і вище, зареєстрованих по всьому світу з 1990 по 2024 рік. Система виявила 174 929 передвісників PKP — приблизно вдесятеро більше, ніж містили попередні глобальні набори даних разом узяті.

На основі цих сигналів вчені побудували дві ймовірнісні карти: одна показує, наскільки стабільно в різних районах виникають передвісники, інша — де найімовірніше розташовані сильні розсіювачі. Розширене покриття об’єднало раніше ізольовані спостереження у протяжні смуги.

Шість нових зон високої ймовірності розсіювання відзначено під Північною Атлантикою, північною Євразією, Південною Атлантикою, півднем Африки, Тихим океаном та в районі Антарктиди. Частина областей збігається з незалежно виявленими зонами наднизьких швидкостей сейсмічних хвиль, що слугує додатковим підтвердженням методу.

Автори припускають, що деякі неоднорідності можуть бути пов’язані із залишками древніх занурених літосферних плит, локальним частковим плавленням та взаємодією з великими ділянками знижених швидкостей у нижній мантії. Це інтерпретація геофізичних даних, а не безпосереднє спостереження за складом порід.

Робота виконана дослідниками Інституту геології та геофізики Китайської академії наук і підтримана Національним фондом природничих наук Китаю.

Чому це важливо

Межа між твердою речовиною мантії та рідким зовнішнім ядром впливає на перенесення тепла з надр Землі, циркуляцію мантії та процеси, пов’язані з виникненням глибинних мантійних плюмів. Чим точніше вдається картографувати невеликі структури в цій зоні, тим краще можна перевіряти моделі еволюції та внутрішньої динаміки планети.

При цьому виявлені області не можна вважати шістьма об’єктами з уже відомою формою та складом. Карта показує ймовірні зони розсіювання, а не точні межі структур. Один сейсмічний тракт не дозволяє однозначно визначити місце розташування розсіювача, а глобальне покриття залишається нерівномірним через розподіл землетрусів і сейсмічних станцій.

Автори вважають ці райони пріоритетними об’єктами для подальших досліджень із використанням кількох типів сейсмічних хвиль і більш щільної мережі станцій. Такі дані мають допомогти уточнити положення, розміри та можливу природу глибинних неоднорідностей.

Джерело

Yurui Guan, Juan Li, Zhuowei Xiao, Wei Wang, Tao Xu. Global Distribution of PKP Precursors Derived From Three Decades of Seismic Data With Deep Learning . Journal of Geophysical Research: Solid Earth , 2026, 131, e2025JB033195. DOI: 10.1029/2025JB033195 .

Також використано науково-популярний аналіз Phys.org: «Шість незвичайних структур, виявлених на межі ядра та мантії Землі за допомогою глибокого навчання ».

Наука