Для большинства из нас система GPS — нечто вроде современной, интерактивной версии обычной дорожной карты, очень удобной для выбора подходящего маршрута или поиска ближайшего банкомата. Но GPS — это нечто куда большее. К примеру, американские ученые используют ее для исследования… земных недр.
Подземный мир и GPS
Формы эллипсов соответствуют смещению точек на поверхности суши, вызванному приливами и отливами близкого океана

Как правило, для изучения недр нашей планеты проводят измерения геологических свойств породы — плотности, эластичности — для чего фиксируют параметры прохождения сейсмических волн, зависящие от этих свойств. Однако сейсмологические методы, по словам американского геофизика Марка Симонса (Mark Simons), «чувствительны лишь к тем или иным комбинациям этих свойств… и бывает трудно, не привлекая других инструментов, определить, является ли наблюдаемый эффект следствием изменения плотности или эластичности».

Лишенным этих недостатков может стать совершенно новый, оригинальный подход, над воплощением которого Симонс работает совместно с японскими коллегами из группы Такео Ито (Takeo Ito). Чтобы заглянуть под поверхность Земли, ученые используют сигналы находящихся на орбите спутников системы GPS.

С их помощью авторы метода замеряют реакцию твердой земной поверхности на воздействие океанских приливов и отливов, которые создают довольно серьезное напряжение в верхних слоях коры. Это, по их словам, позволяет отделить эффекты, возникающие из-за разницы в плотности пород, от тех, которые появляются вследствие различия их модулей упругости, характеризующих способность тела к упругой деформации.

Для этого требуется лишь с максимально доступной точностью замерить смещения определенных точек земной коры — в данном случае, ученых интересует лишь определенный регион, на западной оконечности США, охваченный датчиками геосейсмической обсерватории PBO. Здесь ученые могут фиксировать движения суши с точностью до миллиметра, и затем, связав их с периодами приливов и отливов, проводить дальнейший анализ.

Таким путем они и изучают свойства астеносферы, верхнего, пластичного и вязкого слоя мантии Земли, лежащего сразу под ее корой. «Астеносфера играет огромную роль в тектонических процессах, ведь она расположена непосредственно под литосферными плитами», — говорит Такео Ито.

Регион для исследований выбран неслучайно. По современным представлениям, северо-западная оконечность материковой части США может в будущем стать местом колоссальной катастрофы. Здесь накапливается напряжение, которое рано или поздно выльется колоссальным извержением или землетрясением. Насколько нам известно, плотность астеносферы в этих областях заметно ниже среднего показателя.

«Такая плотность может быть связана с каким-то определенным химическим составом вещества, наличием примесей или повышенной температурой, — объясняет Симонс, — В нашем исследовании мы приходим к выводу о том, что аномально низкая плотность в этой области является следствием именно повышенной температуры астеносферы — по расчетам, она должна примерно на 300 градусов превышать среднюю для данных глубин».

Читайте также: «Пульс Земли».

По пресс-релизу Caltech