Skriveni svetovi ispod Pacifika: Novi modeli donose nova pitanja o Zemljinom omotaču

Geofizičari sa ETH u Cirihu, u saradnji sa Kalifornijskim institutom za tehnologiju, otkrili su neočekivane anomalije duboko u Zemljinom omotaču, koristeći modele visoke rezolucije. Ova otkrića otvaraju nova pitanja o sastavu i dinamici unutrašnjih slojeva naše planete, izazivajući dosadašnje teorije tektonike ploča. Jedna od najintrigantnijih misterija jeste mogućnost postojanja izgubljenih svetova ispod Pacifika, piše Phys.org.

Iako ne možemo direktno posmatrati unutrašnjost Zemlje niti izvući uzorke iz njenog omotača, sloja koji se nalazi između jezgra i litosfere, naučnici koriste indirektne metode kako bi razumeli šta se dešava duboko ispod površine. Jedna od ključnih tehnika je analiza seizmičkih talasa, koji nastaju tokom zemljotresa.

Preporučujemo

- Seizmogrami funkcionišu poput medicinskog ultrazvuka - objašnjava profesor Andreas Fičner sa ETH Ciriha.

Kao što lekari koriste ultrazvuk za pregled unutrašnjih organa, tako i geofizičari analiziraju talase koji prolaze kroz različite slojeve Zemlje. Brzina širenja ovih talasa zavisi od gustine i elastičnosti materijala kroz koji prolaze, omogućavajući naučnicima da rekonstruiraju strukturu i sastav dubokih slojeva.

Kada Zemlja zadrhti, seizmički talasi putuju u svim pravcima. Na svom putu kroz unutrašnjost, oni se prelamaju, reflektuju ili difraktuju. Ove interakcije beleže seizmografske stanice širom sveta, omogućavajući naučnicima da prikupe ključne podatke o unutrašnjoj dinamici planete.

Jedna zanimljivost je da se uz pomoć ovih metoda može odrediti ne samo struktura omotača već i tragovi potopljenih tektonskih ploča koje se nalaze duboko ispod površine. Ranije studije pokazale su da su takvi ostaci uvek povezani sa subdukcijskim zonama, mestima gde se jedna tektonska ploča podvlači ispod druge. Međutim, nova istraživanja donose neočekivana otkrića.

Koristeći novi model visoke rezolucije, tim istraživača otkrio je ostatke potopljenih ploča na mestima gde ih nije bilo očekivano.

- Otkrili smo anomalije ispod velikih okeana i unutar kontinenata, daleko od granica tektonskih ploča - objašnjava Tomas Šauten, doktorant na Geološkom institutu ETH Ciriha i prvi autor studije objavljene u časopisu Scientific Reports.

Posebno iznenađujuće otkriće dolazi iz regiona ispod zapadnog Pacifika, gde prema trenutnim teorijama tektonike ploča nije moglo biti subdukcije u skorijoj geološkoj prošlosti.

- Čini se da su ovakve anomalije mnogo rasprostranjenije nego što smo ranije mislili - dodaje Šauten.

Naučnici ne mogu sa sigurnošću reći o kakvom materijalu je reč, niti kakve posledice ovo ima za razumevanje unutrašnje dinamike Zemlje.

Šauten veruje da ove anomalije mogu imati različita porekla. Moguće je da se radi o drevnom materijalu bogatom silicijumom, koji je opstao u omotaču još od njegovog formiranja pre četiri milijarde godina. Alternativno, to mogu biti zone u kojima su se gvožđem bogate stene akumulirale tokom milijardi godina usled konvektivnih kretanja omotača.

Jedna zanimljivost vezana za ove procese jeste da se omotač neprestano kreće, poput ogromne tečne trake, dok istovremeno sadrži drevne delove Zemlje koji su opstali uprkos stalnoj dinamici. Ovi slojevi bi mogli biti svedoci najranijih faza formiranja naše planete.

Model koji je tim koristio zasnovan je na postupku poznatom kao potpuna inverzija talasa (engl. full-waveform inversion). Za razliku od ranijih metoda, koje su se oslanjale na samo jednu vrstu talasa, ovaj pristup koristi sve seizmičke talase, čineći model izuzetno preciznim, ali i računarski zahtevnim. Zbog toga su istraživači koristili superkompjuter Piz Daint u Luganu.

Iako su otkrili mnoge anomalije, naučnici smatraju da je potrebno dodatno usavršavanje modela kako bi se bolje razumele fizičke osobine materijala koji generišu ove obrasce.

- Moramo ići dublje u razumevanje materijala koji stoje iza brzine talasa - zaključuje Šauten.

Ova istraživanja ne samo da nam otkrivaju složenost unutrašnjosti Zemlje već i podsećaju koliko toga još ne znamo o našoj planeti, od drevnih slojeva omotača do potencijalnih izgubljenih svetova skrivenih duboko ispod površine.

(Telegraf Nauka / Phys.org)