Земетресения в мантията на Земята: учени потвърдиха рядък феномен под щата Юта

[mnogoznaiko]

Земетресение, което науката не можеше да обясни

На 24 февруари 1979 г., в ранните сутрешни часове, сеизмографите в северната част на щата Юта регистрират необичайно събитие. В района на градчето Рандолф, близо до границите с Айдахо и Уайоминг, е отчетено земетресение с магнитуд 3,8 — твърде слабо, за да бъде усетено от хората на повърхността, но достатъчно странно по своите характеристики, за да привлече вниманието на сеизмолозите.

Тогавашен постдокторант в Университета на Юта, Джордж Зант, анализира записите и изчислява, че огнището на земетресението се е намирало на около 90 километра под морското равнище — дълбочина, която го поставя не в земната кора, а в горната мантия. Тъй като в тази среда скалите са подложени на толкова високи температури и налягане, че деформирането им протича бавно, в продължение на милиони години, без внезапни разкъсвания, господстващото схващане в сеизмологията не допускало наличието на земетресения там. Откритието на Зант остава почти незабелязано.

Повторен анализ след десетилетия

Интересът към загадъчното земетресение от 1979 г. е подновен от екип на Университета на Юта, ръководен от профтесор по геология Кийт Копър. Изследователите пристъпват към повторен анализ на вълновите форми от оригиналните сеизмични записи и допълнително проверяват осем други събитие от северната Юта и югозападен Уайоминг, за които се е предполагало, че може да имат подобен дълбок произход.

Резултатите потвърждават, че всичките девет земетресения са възникнали под земната кора, което представлява сериозно доказателство за съществуването на т.нар. континентални мантийни земетресения (КМЗ) — самостоятелна категория сеизмични явления, различна от познатите до момента типове.

Изследването придобива допълнителна тежест след ново събитие от 10 септември 2025 г. в района на Маесер в басейна Уинта в Юта. Регистрираното земетресение с магнитуд 4,1 е с огнище на около 68 километра под повърхността — повече от 20 километра под т.нар. граница на Мохо, която разделя земната кора от мантията. Изследователи от отделен екип описват това събитие в списание The Seismic Record като „архетипен пример за континентално мантийно земетресение".

Физически условия в огнището

Особеността на тези дълбоки земетресения произтича от средата, в която те се зараждат. При температури над 700°C и изключително високо налягане скалният материал в горната мантия не се разкъсва рязко, а тече — макар и изключително бавно в геоложка времева скала.

„Това е земетресение, което възниква при много необичайни условия — висока температура, високо налягане и материал, който на практика тече. По дългите времеви скали е като ирис — пластичен и бавно деформиращ се", обяснява Копър, директор на Сеизмографската служба към Университета на Юта. Въпреки тази среда, следите от деформация са видими в скали, извлечени от голяма дълбочина — те показват следи от разтягане, документиращи процесите в мантията.

Тези земетресения притежават и специфични сеизмологични белези, отличаващи ги от конвенционалните: те се появяват изолирано, без предшестващи и следващи трусове, характерни за по-плитките огнища, и са съсредоточени в зони с аномално висока температура.

Ролята на Уайомингския кратон

Пространственото разпределение на дълбоките земетресения е тясно свързано с геоложката структура, позната като Уайомингски кратон — древен, стабилен блок от литосферата, простиращ се под части от Уайоминг и съседните щати. Кратонът действа като своеобразен кил под континенталната плоча: подобно на айсберг, той навлиза дълбоко в мантията и служи като твърдо препятствие за бавните мантийни течения.

Копър описва взаимодействието така: „В мащаба на милиони години мантията удря кратона и се отклонява около него. Именно в тази зона на преход, където мантийните течения са принудени да заобиколят твърдия кратонен корен, се натрупват напрежения и се ускорява деформацията — и смятаме, че точно тази динамика поражда дълбоките земетресения."

Зоната, в която са регистрирани новите огнища, съответства на западния ръб на кратона, където литосферата постепенно изтънява по посока на Айдахо и Юта.

Неизвестни граници на явлението

Откритието поставя редица въпроси, на които науката все още не разполага с отговори. Един от тях е практически особено значим: докато максималната сила на кортикалните земетресения може да бъде оценена чрез картографиране на разломните зони, за мантийните земетресения подобен метод не е приложим.

„Нямаме представа колко големи могат да станат", казва Копър. „При земетресенията в кората можем да измерим дължината на разломния сегмент близо до повърхността и оттам да преценим потенциалния магнитуд. При тези дълбоки огнища нямаме такава отправна точка за оценка на сеизмичния риск."

Зант, вече пенсиониран, се присъединява към изследването като съавтор — близо половин век след като пръв публикува данни за загадъчното земетресение от 1979 г., чието значение едва сега получава пълно научно признание.

Публикации и финансиране

Резултатите са представени в две научни публикации: в The Seismic Record на 10 април 2026 г. и в Geophysical Research Letters на 5 май 2025 г. Сред съавторите са Шон Хъчингс, Фан-Чи Лин, Цичен Дзън, Релу Бурлаку, Катрин Уидън и Валери Спрингър от Катедрата по геология и геофизика на Университета на Юта. Финансирането е осигурено от щата Юта, Министерството на енергетиката на САЩ и Геоложката служба на САЩ.

Източник: Scientists confirm a deep earthquake that shouldn't exist