Duboki omotač jezgra: Skrivene sile koje deformišu Zemlju duboko ispod površine

Naučnici su mapirali kako se najdublji omotač Zemljinog jezgra deformiše — a rezultati ukazuju na davno izgubljene tektonske ploče zakopane hiljadama kilometara ispod površine.

Koristeći ogroman globalni skup podataka o seizmičkim talasima, otkrili su da se najviše deformacije dešava u regionima gde se, kako se smatra, nalaze ove drevne ploče. Nalazi potvrđuju dugotrajne teorije, ali prvi put pokazuju ovaj obrazac u globalnim razmerama. To je veliki korak ka razumevanju kako se unutrašnjost planete polako cirkuliše tokom vremena.

Preporučujemo

Daleko ispod površine Zemlje, spore konvekcione struje pomeraju se unutar omotača. Ove struje su tesno povezane sa kretanjem tektonskih ploča i čine više od guranja ploča iznad; one takođe rastežu i deformišu materijal omotača.

Nova studija pokazuje da se veliki deo ove deformacije u najdubljem delu omotača dešava u regionima u koje su, kako naučnici veruju, drevne tektonske ploče tonule milionima godina.

Globalna mapa otkriva deformaciju blizu jezgra

Naučnici su dugo sumnjali na vezu između deformacije u dubokom omotaču i ovih potonulih ploča, ali ovo istraživanje daje prvi globalni uvid. Ispitano je skoro 75% najnižeg sloja omotača, koji se nalazi odmah iznad granice jezgra i omotača, oko 2.900 kilometara ispod površine Zemlje.

Istraživači sa Kalifornijskog univerziteta u Berkliju napravili su ovu globalnu mapu koristeći ogroman skup podataka. Sakupili su i analizirali više od 16 miliona seizmograma iz 24 informaciona centra širom sveta, kreirajući jedan od najobuhvatnijih skupova seizmičkih podataka ikad sastavljenih.

Seizmički talasi razotkrivaju skrivenu strukturu

Kad se dogode zemljotresi, oni generišu talase koji putuju kroz unutrašnjost Zemlje. Ovi talasi se kreću različitim brzinama u zavisnosti od pravca i svojstava materijala kroz koji prolaze. Ova direkciona varijacija, poznata kao seizmička anizotropija, omogućava naučnicima da identifikuju oblasti u kojima je omotač deformisan.

Proučavajući ove obrasce, istraživači mogu dobiti značajan uvid u način toka i cirkulacije omotača tokom vremena. „Znamo da deformacijom u gornjem omotaču dominira povlačenje ploča koje se kreću preko njega. Međutim, nemamo ovakvo znanje u velikim razmerama za tok u najnižem sloju omotača. I to je upravo ono što želimo da dokučimo“, kažu autori.

Ogroman skup podataka otkriva duboke obrasce Zemlje

Pomoću „najveće zbirke seizmičkih podataka o zemljotresima“ analizirane su multiple faze seizmičkih talasa koji putuju kroz omotač, prolaze u jezgro, a zatim se vraćaju u omotač.

Ovi talasi su posebno korisni za mapiranje seizmičke anizotropije na distancama od više stotina kilometara, što daje jasniju sliku kako je deformacija distribuirana u najdubljem sloju omotača. Rezultati su pokazali anizotropiju širom otprilike dve trećine proučavanih regiona. Iako su obrasci složeni, najviše deformacije se javlja u oblastima za koje se misli da sadrže duboko subdukovane ploče.

„Ovo nije toliko iznenađujuće pošto je predviđeno geodinamičkim simulacijama. Međutim, u razmerama koje posmatramo to nije pokazano pomoću metoda koje koristimo“, kažu autori.

Šta uzrokuje deformaciju u subdukovanim pločama

Naučnici još pokušavaju da razumeju zašto tačno ove ploče pokazuju seizmičku anizotropiju. Jedna mogućnost je da ploče zadržavaju izvesnu „fosilnu“ anizotropiju iz vremena kada su bile bliže površini.

Međutim, verovatnije objašnjenje je da se intenzivna deformacija dešava dok ploče tonu i ulaze u interakciju sa granicom jezgro-omotač. Dok tonu, takođe guraju i preoblikuju okolni materijal. Ekstremna toplota i pritisak na tim dubinama mogu promeniti minerale unutar ploča, stvarajući novu anizotropnu strukturu.

Granice detekcije

Za oblasti u kojima nedostaje primetan anizotropni signal ne treba pretpostaviti da su bez deformacije. U nekim regionima signal može jednostavno biti previše slab da bi ih trenutne metode detektovale, kažu istraživači.

Ogromna baza podataka ostaje dragocen resurs, riznica koju će istraživači nastaviti da proučavaju radi daljih uvida u duboku unutrašnjost Zemlje.

„Ako možemo da sanjamo, jednog dana ćemo imati dovoljno informacija da zaista kažemo mnogo više o globalnim pravcima kretanja u najdubljem delu omotača, osvetljavajući ga iz brojnih pravaca“.

(Telegraf Nauka/Science Daily)