Пекинская аномалия представляет собой наблюдаемую сейсмическую особенность в мантии Земли на глубине около 700–1400 км ниже северо-восточного Китая, где была обнаружена высокая степень сейсмического затухания . По словам ее первооткрывателей, Джесси Лоуренса (из Института океанографии Скриппса) и Майкла Вайсешна (из Вашингтонского университета), Пекинская аномалия свидетельствует о большом количестве воды, содержащейся в мантии. [1]
Влияние воды на затухание сейсмических волн в значительной степени неизвестно, хотя теоретические ожидания, по-видимому, указывают на то, что изменение сейсмического фактора Q·1 с 300 до 100 можно объяснить приблизительно десятикратным увеличением содержания воды. [1] Это приводит к гипотезе о том, что только небольшое количество воды, присутствующее на глубине мантии (порядка 0,1 мас.%), приведет к значительному затуханию сейсмических волн и потенциально может объяснить аномально низкие значения Q·¹, которые расширяют над широкой областью в мантии ниже Северо-Восточной Азии. [1]
Зона низкого Q·¹, существующая в мантии под северо-восточным Китаем, была обнаружена с помощью сейсмической томографии с затуханием и начинается примерно на 700 км ниже поверхности и демонстрирует резкое снижение значений Q·¹ вплоть до минимума Q·¹= 95 около 1000 км в глубину. [1] Протяженность аномалии ниже значительной части Северо-Восточной Азии потребовала бы существования способствующих факторов, которые способствовали бы распределению воды внутри самой мантии. К факторам, способным в такой степени способствовать рассеиванию воды, относятся адвекция мантийных пород и перенос воды по границам зерен. [1]
Поэтому было высказано предположение, что нисходящая океаническая литосфера может нести с собой большое количество воды в более глубокие области мантии, непосредственно под континентальными окраинами (на глубины, превышающие 1400 км). Считается, что вода, содержащаяся в этих погружающихся плитах, не подвержена влиянию окружающих условий высокой температуры и давления, поскольку она содержится в центре холодной литосферной плиты. Аномалии сейсмического затухания в Северо-Восточном Китае потенциально объясняются тем, что вода извлекалась из холодной, глубоко залегающей океанической литосферы и «затопляла» вышележащий нижний мантийный клин на глубине, создавая зоны высокой эластичности (и потенциально богатые флюидом) что привело бы к уровням затухания сейсмических волн, наблюдаемым томографически.[2]
Недавние исследования позволили лучше ограничить степень гидратации погружающейся океанической мантии с помощью измерений затухания P-волн от локальных землетрясений вблизи зоны Вадати-Беньоффа . По оценкам, слоя умеренно серпентинизированной мантии толщиной примерно 40 км было бы достаточно, чтобы объяснить наблюдаемое затухание сейсмических продольных волн, связанное с событиями, происходящими на глубинах примерно 5–35 км ниже зоны Вадати-Беньофа. [2] Это означает, что самые верхние зоны океанической литосферы обеспечивают значительный источник воды в более глубокие области мантии во время субдукции с расчетным потоком 170-318 Тг/млн воды на метр опускающейся плиты. [3]