Raziskovalci z Univerze v Alabami so s pomočjo seizmičnega slikanja odkrili gosto plast starodavnega oceanskega dna ali območje ultranizke hitrosti (ULVZ) med Zemljinim jedrom in plaščem. Te podzemne “gore” lahko igrajo pomembno vlogo pri uhajanju toplote iz jedra in magnetnega polja planeta.
Glede na rezultate, objavljene 5. aprila v reviji Earth’s Interior, je s potresnim slikanjem Zemljine notranjosti v svetovnem merilu raziskava pod vodstvom Univerze v Alabami razkrila plast med jedrom in plaščem, ki je gost, a tanek, potopljen plašč. možnost dviga morske gladine. znanstveni napredek,
Najnovejši podatki, ki so ga prej opazili le na izoliranih delih, kažejo, da lahko ta plast starodavnega oceanskega dna prekriva mejo med jedrom in plaščem. To območje ultra nizke hitrosti ali ULVZ, ki je nastalo pod zemljo dolgo preden so se zemeljske plošče premaknile, je gostejše od preostalega globokega plašča, kar upočasnjuje seizmične valove, ki potujejo pod površjem.
“Seizmične sonde, kot je naša, zagotavljajo najvišjo ločljivost slike notranje strukture našega planeta in ugotavljamo, da je ta struktura veliko bolj zapletena, kot so nekoč mislili,” je dr. je dejala Samantha Hansen, obdarjena profesorica Georgea Lindahla III. Geološke znanosti na Univerzi v Združenih državah in glavni avtor študije. “Naše raziskave zagotavljajo pomembne povezave med plitvo in globoko strukturo Zemlje ter splošnimi procesi, ki poganjajo naš planet.”
Skupaj s Hansenom so soavtorji prispevka dr. Edward Guernero, Mingming Li in Sang-Heon Shim z državne univerze Arizona ter dr. Sebastian Rost z univerze v Leedsu v Združenem kraljestvu.
Približno 2000 milj pod površjem se Zemljin kamniti plašč sreča s staljenim, kovinskim zunanjim jedrom. Sprememba fizikalnih lastnosti čez to mejo je večja kot med trdno kamnino na površini in zrakom nad njo.
Strukturo meje med jedrom in plaščem je težko razumeti v velikem obsegu, vendar je seizmična mreža, ki so jo postavili Hansen, njegovi študenti in drugi, zbirala podatke tri leta med štirimi potovanji na Antarktiko. Podobno kot pri medicinskem skeniranju telesa tudi 15 postaj mreže, ki so zakopane na Antarktiki, uporablja seizmične valove, ki so jih ustvarili potresi po vsem svetu, za slikanje Zemlje pod seboj.
Projekt je prvič uspel sondirati velik del južne poloble v visoki ločljivosti z uporabo podrobne metode, ki sondira odmeve zvočnih valov od meje jedro-plašč. Hansen in mednarodna ekipa sta v seizmičnih podatkih odkrila nepričakovano energijo, ki pade v nekaj sekundah vala, odbitega od meje.
Ti mikroskopski signali so bili uporabljeni za preslikavo spremenljive plasti materiala na preučevanem območju, ki je tanek za svinčnik in meri v desetinah kilometrov v primerjavi z debelino glavnih plasti Zemlje. Lastnosti anomalnega mejnega premaza med jedrom in plaščem vključujejo močno zmanjšanje gibanja valov, od koder izvira ime območje ultra nizke hitrosti.
ULVZ je mogoče dobro razložiti z nekdanjim oceanskim dnom, ki se je pogreznilo do meje med jedrom in plaščem. Oceanski material se prenaša v notranjost planeta, kjer se srečata dve tektonski plošči in se potopita druga pod drugo, kar je znano kot subdukcijska območja. Kopiči oborjenega morskega materiala se kopičijo vzdolž meje med jedrom in plaščem in so jih v geološkem času potisnile navzgor počasi tekoče kamnine v plašču. Porazdelitev in variabilnost takega materiala pojasnjujeta obseg opaženih lastnosti ULVZ.
ULVZ si lahko predstavljamo kot gore vzdolž meje med jedrom in plaščem, ki segajo v višino od manj kot približno 3 milje do več kot 25 milj.
“Z analizo na tisoče seizmičnih posnetkov z Antarktike je naša metoda slikanja z visoko ločljivostjo odkrila tanke nenormalne regije materiala povsod v CMB,” je dejal Guerrero. »Debelina materiala se giblje od nekaj kilometrov do 10 kilometrov. To nakazuje, da gledamo gore v jedru, ponekod do 5-krat višje od Mount Everesta.
Te podzemne “gore” lahko igrajo pomembno vlogo pri tem, kako toplota uhaja iz jedra, dela planeta, ki napaja magnetno polje. Material iz starodavnega oceanskega dna lahko vstopi tudi v plaščne oblake ali vroče točke, ki se dvignejo nazaj na površje zaradi vulkanskih izbruhov.
Literatura: Samantha E. Hansen, Edward J. »Globalno porazdeljen subducirani material vzdolž meje Zemljinega jedra in plašča: Posledice za območje ultranizke hitrosti« avtorjev Guernero, Mingming Li, Sang-hoon Shim in Sebastian Rost, 5. april 2023, znanstveni napredek,
DOI: 10.1126/sciadv.add4838