Сейсмологи из Университета Юты доказали реальность редкого типа землетрясений, происходящих глубоко в мантии Земли. Исследование, основанное на анализе архивных и современных данных, объясняет природу подземных толчков, которые долгое время считались невозможными на такой глубине под континентами.
Первое подобное событие было зафиксировано 24 февраля 1979 года в районе города Рэндольф на границе штатов Юта, Вайоминг и Айдахо. Сейсмограф зарегистрировал колебания магнитудой 3,8, однако местные жители их не почувствовали. Джордж Зандт, работавший тогда в Университете Юты, вычислил, что очаг находился на глубине около 90 километров. Это значительно ниже земной коры – глубоко в верхней мантии, где из-за сверхвысокого давления и температуры породы пластичны и обычно деформируются без резких разломов. В то время гипотеза Зандта о существовании столь глубокого землетрясения вызвала скепсис у коллег.
Спустя десятилетия группа исследователей под руководством профессора Кита Копера заново изучила архивные волновые данные толчка 1979 года, а также еще восьми схожих глубоких сейсмических событий в этом регионе. Выводы ученых подтвердились после того, как 10 сентября 2025 года на северо-востоке Юты произошло новое глубокое землетрясение магнитудой 4,1. Его гипоцентр находился на глубине 68 километров – более чем на 20 километров ниже границы Мохоровичича, разделяющей земную кору и мантию.
Специалисты классифицируют эти явления как континентальные мантийные землетрясения. Физическая природа таких процессов остается малоизученной. В отличие от обычных землетрясений в земной коре, мантийные толчки происходят при температуре выше 700 градусов Цельсия. Кроме того, они носят одиночный характер: у них нет предвестников и последующих затихающих колебаний.
Ученые связывают аномальную сейсмичность с тектоническим строением региона, в частности с Вайомингским кратоном. Это древний, стабильный участок литосферы, уходящий в мантию подобно килю корабля. В масштабах миллионов лет мантийное вещество огибает эту жесткую структуру. На границе кратона, где литосфера утончается по направлению к Юте и Айдахо, это взаимодействие создает избыточное напряжение и высокую скорость деформации, что приводит к разрывам в породах.
Главная практическая сложность заключается в невозможности оценить максимально возможную силу таких землетрясений. Если для поверхностных толчков ученые могут измерить длину разломов для расчета рисков, то для процессов в верхней мантии подобных методик нет. Результаты исследований опубликованы в научных журналах «The Seismic Record» и «Geophysical Research Letters».
