Впервые исследователи выявили шесть последовательных областей аномалий, расположенных на границе между внутренним ядром Земли и мантией, на глубине около 2900 километров. До этого момента науке были известны лишь отдельные образцы пород с необычными свойствами.

В области соприкосновения ядра и мантии происходят важнейшие процессы, определяющие глобальный теплообмен: здесь формируются потоки в мантии, которые приводят к извержениям вулканов и циркуляции горных пород. Поскольку бурение скважины на такую глубину невозможно, основным методом изучения недр стал анализ сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. При прохождении через слои горных пород эти волны изменяют свою скорость и траекторию.

Руководителем научной группы выступил геофизик Юйжуй Гуань (Yurui Guan) из Университета штата Пенсильвания, совместно с коллегами из различных научных учреждений США. Они разработали нейросеть для анализа формы сейсмических волн и автоматической фильтрации помех. Это позволило выявлять слабые сейсмические «предвестники» – колебания, предшествующие основным волнам и указывающие на точное местоположение неоднородностей в мантии.

До этого момента ручной поиск этих едва заметных импульсов среди общего сейсмического шума требовал значительных затрат времени и ресурсов, что приводило к появлению «слепых зон». Результаты данного исследования опубликовали в научном журнале Journal of Geophysical Research: Solid Earth .

Искусственный нейроинтерфейс обработал более двух миллионов сейсмических данных, полученных со станций по всему миру в период с 1990 по 2024 год, и выявил 174 929 слабых «волн-предвестников». Этот объем информации оказался почти в десять раз больше, чем совокупный размер всех ранее созданных глобальных баз данных.

Полученный обширный набор данных позволил сформировать первую всемирную карту сейсмических аномалий и объединить отдельные точки в шесть крупных непрерывных структурных зон. Эти области расположены под Северной и Южной Атлантикой, северной частью Евразии, южной Африкой, Тихим океаном и вдоль границ Антарктиды.

Некоторые из обнаруженных поясов соответствуют зонам сверхнизких скоростей – участкам, где сейсмические волны испытывают значительное замедление. Исследователи полагают, что эти масштабные структуры состоят из остатков древних тектонических плит, которые сотни миллионов лет назад погрузились вглубь мантии, а также из расплавленных пород и отложений тяжелых химических веществ. Данное открытие дало возможность составить наиболее подробную карту глубинных аномалий Земли и более точно воспроизвести строение недр планеты.