Группа геологов с помощью системы глубокого обучения проанализировала более двух миллионов сейсмических записей и выявила шесть сплошных полос аномалий на границе между ядром и мантией Земли — на глубине порядка 2900 километров. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Solid Earth (2026, DOI: 10.1029/2025jb033195). Прямое бурение до этой глубины остаётся технологически невозможным, поэтому единственным «окном» в недра планеты служат сейсмические волны, генерируемые землетрясениями по всему миру.

Как нейросеть обработала два миллиона сейсмограмм

Для детального изучения границы ядра и мантии исследователи использовали так называемые «предтечи волн» — слабые сейсмические сигналы, которые прибывают на несколько секунд раньше основных волн и позволяют фиксировать мелкие неоднородности в глубинных слоях планеты. Ручной анализ подобных сигналов в тысячах записей потребовал бы колоссальных вычислительных ресурсов и времени. Чтобы преодолеть это ограничение, учёные применили систему глубокого обучения, которая обработала сейсмограммы, собранные обсерваториями по всему миру в период с 1990 по 2024 год. Именно автоматизация на уровне нейросети сделала возможным анализ двухмиллионной выборки и выявление закономерностей, невидимых при традиционном методе.

Где расположены шесть аномальных полос

Обнаруженные зоны неоднородности охватывают обширные участки планеты: под Северной Атлантикой, Северной Евразией, Южной Атлантикой, югом Африки, Тихим океаном и в районе Антарктиды. Несколько из выявленных зон рассеяния сигналов совпадают с ранее известными областями сверхнизких скоростей (ULVZ — ultra-low velocity zones), что подтверждает корректность метода. Граница ядра и мантии играет ключевую роль в регуляции тепловых потоков, циркуляции мантии и формировании вулканических плюмов, поэтому обнаружение новых структурных аномалий в этой зоне имеет прямое значение для понимания геодинамических процессов.

Что стоит за аномалиями: плиты, химия и плавление

По мнению авторов исследования, сложная структура нижней мантии в выявленных зонах сформировалась в результате нескольких процессов: смешения погруженных древних тектонических плит, химической сегрегации (разделения элементов по плотности и химическому составу) и локального плавления пород. В этой зоне присутствуют как масштабные образования, так и мелкие локальные участки с отклоняющейся температурой или химическим составом. Авторы подчёркивают, что созданная карта показывает вероятные области рассеяния сейсмических сигналов, а не точные границы подземных структур, и дальнейшее сочетание этого каталога с другими типами сейсмических волн позволит уточнить детали строения недр Земли.

Противоречивые данные

В предоставленных материалах присутствует расхождение в терминологии сейсмических фаз. Основной текст исследования и обзорная заметка РБК-Украина оперируют термином «предтечи волн PKP» (P-волны, прошедшие через внешнее ядро), тогда как подпись к иллюстрации глобального распределения точек входа и выхода в публикации журнала указывает на фазу PKIKP (P-волны, прошедшие через внутреннее ядро). Это технически различные сейсмические фазы, и точное определение используемой фазы влияет на интерпретацию глубины и природы выявленных аномалий. Кроме того, ряд российских СМИ (в частности, ТАСС) подаёт результаты исследования в ключе «карты утечек железа из ядра в мантию», тогда как авторы в JGR: Solid Earth формулируют выводы как обнаружение зон неоднородности и рассеяния, не сводя их исключительно к переносу железа. Разница в акцентах может вводить читателя в заблуждение относительно масштаба и природы выявленных структур.

Перспективы и ограничения

Исследование демонстрирует, что комбинация больших сейсмических массивов и методов машинного обучения открывает доступ к слоям Земли, которые ранее оставались за пределами детального картирования. Однако авторы честно указывают на ограничения: карта отражает вероятные области рассеяния, а не точные границы структур, а интерпретация физико-химической природы аномалий требует дополнительных данных. Дальнейшая работа предполагает интеграцию каталога PKP/PKIKP-предтеч с другими типами сейсмических волн (S-волны, нормальные моды, дифрагированные фазы), что позволит построить более детальную трёхмерную модель нижней мантии и, возможно, пересмотреть существующие представления о геодинамической истории планеты.