zemljina jezgra
© Rost-9D/iStock/Getty Images Plus
Novo istraživanje pod vodstvom Sveučilišta Cambridge prvo je koje je dobilo detaljnu 'sliku' neobičnog džepa stijena na graničnom sloju sa Zemljinom jezgrom, tri tisuće kilometara ispod površine.

Zagonetno područje stijena, koje se nalazi gotovo izravno ispod Havajskih otoka, jedna je od nekoliko zona takozvanih ultra-niskih brzina - potresni valovi usporavaju prolazeći kroz njih.

Struktura najdubljih dijelova Zemlje

Istraživanje, objavljeno u Nature Communications, prvo je koje detaljno otkriva složenu unutarnju varijabilnost jednog od ovih džepova.

Ono nam približava strukturu duboke unutrašnjosti Zemlje i procese koji se odvijaju u njoj.

"Od svih dubokih unutarnjih značajki Zemlje, ove su najfascinantnije i najsloženije. Sada imamo prve čvrste dokaze koji pokazuju njihovu unutarnju strukturu - to je prava prekretnica u dubokoj seizmologiji Zemlje", rekao je glavni autor Zhi Li, doktorand na Cambridgeovom Odsjeku za znanosti o Zemlji.

Zemljina unutrašnjost je slojevita poput luka: u središtu se nalazi jezgra od željeza i nikla, okružena debelim slojem poznatim kao plašt, a na vrhu je tanka vanjska ljuska - kora na kojoj živimo.

Iako je plašt čvrsta stijena, dovoljno je vruć da teče iznimno sporo. Te unutarnje konvekcijske struje dovode toplinu do površine, pokrećući kretanje tektonskih ploča i potičući vulkanske erupcije.

Granica jezgra - plašt

Znanstvenici koriste seizmičke valove potresa kako bi "vidjeli" ispod površine Zemlje - odjeci i sjene tih valova otkrivaju slike duboke unutarnje topografije poput radara.

No, donedavno su 'slike' struktura na granici jezgra-plašt, području od ključnog interesa za proučavanje unutarnjeg toplinskog toka našeg planeta, bile teške za interpretirati.

Istraživači su koristili najnovije metode numeričkog modeliranja kako bi otkrili strukture u kilometrima na granici jezgra-plašt.
jezgro
© Li i dr., Nature Communications, 2022.
Konceptualni crtež zone ultra-niskih brzina
Istraživači su primijetili 40% smanjenje brzine seizmičkih valova koji putuju u podnožju zone ultra niske brzine ispod Havaja. To podupire postojeće prijedloge da zona sadrži mnogo više željeza od okolnih stijena - što znači da je gušća i sporija.

Znanstvenici su počeli primjećivati ​​korelaciju između lokacije vulkanskih vrućih točaka, koji uključuju Havaje i Island i zona ultra niske brzine u podnožju plašta.

Sa slikama zone ultra niske brzine ispod Havaja koje sada imamo, tim također može prikupiti rijetke fizičke dokaze iz onoga što je vjerojatno korijen perjanice koja hrani vulkanske otoke Havaja. Njihovo promatranje guste stijene bogate željezom ispod Havaja poduprlo bi površinska promatranja.

"Bazalti koji izbijaju s Havaja imaju anomalne izotopske znakove koji bi mogli upućivati ​​ili na podrijetlo iz rane Zemlje ili na curenje jezgre, što znači da se dio ovog gustog materijala nakupljenog u podnožju mora izvući na površinu", rekao je Cottaar.

Mapiranje novih zona

Sada je potrebno snimiti više dijelova granice jezgra-plašt kako bi se razumjelo imaju li sve površinske vruće točke džep od gustog materijala u podnožju.

Gdje i kako se granica jezgra-plašt može ciljati ovisi o tome gdje se potresi događaju i gdje su instalirani seizmometri za bilježenje valova.

Opažanja tima pridodaju sve većem broju dokaza da je Zemljina duboka unutrašnjost jednako promjenjiva kao i njezina površina.

"Ove zone niske brzine jedna su od najsloženijih značajki koje vidimo na ekstremnim dubinama - ako proširimo našu potragu, vjerojatno ćemo vidjeti sve veće razine složenosti, kako strukturne tako i kemijske, na granici jezgra-plašt", rekao je Li.

Sada planiraju primijeniti svoje tehnike kako bi poboljšali razlučivost snimanja drugih džepova na granici jezgra-plašt, kao i mapiranje novih zona. Na kraju se nadaju da će mapirati geološki krajolik preko granice jezgra-plašt i razumjeti njegov odnos s dinamikom i evolucijskom poviješću našeg planeta.