Rejtett olvadt kőzetréteget fedeztek fel a Föld tektonikus lemezei alatt

A kutatók egy korábban ismeretlen, részben olvadt kőzetréteget fedeztek fel a földkéreg alatt. A felfedezés segíthet a tudósoknak többet meg...

Egy új tanulmány azt jelzi, hogy a nagy olaszországi földrengések kapcsolatban állhatnak a rejtett CO2 kibocsátásokkal

A geológusok megerősítettek egy bizarr "bumeráng" földrengést az Atlanti-óceán mélyén

Nikola Tesla titokzatos oszcillátora, amely képes volt földrengést okozni

A kutatók egy korábban ismeretlen, részben olvadt kőzetréteget fedeztek fel a földkéreg alatt.

A felfedezés segíthet a tudósoknak többet megtudni a Föld tektonikus lemezeinek mozgásáról, amelyek nemcsak hegyeket és földrengéseket hoznak létre, hanem hozzájárultak a megfelelő kémiai és fizikai feltételekkel rendelkező környezet kialakításához is, hogy támogassák az életet a korai Földön.

Bolygónk legkülső rétege a kéreg - amelyen élünk -, alatta pedig a köpeny, a külső mag és a belső mag található. A világ óceánjai és kontinensei 15 fő blokkon ülnek, amelyek mozognak és eltolódnak, úgynevezett tektonikus lemezek, amelyek az alsó kérget és a felső köpenyt alkotják.

Az újonnan azonosított olvadt réteg 161 kilométerre található a Föld felszíne alatt. Ez a réteg az asztenoszféra része, amely a tektonikus lemezek alatt helyezkedik el. Az asztenoszféra szilárd, de képlékeny kőzet puha rétegeként létezik, amely a tektonikus lemezek mozgását és eltolódását okozhatja.

A kutatók azon tűnődtek, hogy milyen tényezők teszik az asztenoszférát lággyá, és az olvadt kőzeteket az egyenlet részének tekintették. Annak ellenére, hogy a Föld belseje nagyrészt szilárd, a kőzetek idővel lassan eltolódhatnak és mozoghatnak.

Junlin Hua, az austini Texasi Egyetem Jackson School of Geosciences posztdoktori ösztöndíjasa a Törökország alatt található földköpeny szeizmikus képeit tanulmányozta doktori kutatásaihoz, amikor részben olvadt kőzet jeleit észlelte. 2020-ban kezdte meg munkáját, miközben a Brown Egyetem doktorandusza volt.

A tudósok korábban észrevették ennek a kőzetrétegnek a részeit, és anomáliának gondolták, de Hua és kutatótársai bizonyítékot találtak arra, hogy szélesebb körű a jelenléte.

A kutatócsoport megerősítette, hogy az asztenoszféra szilárd és olvadt kőzetből áll, és bár a kőzet később részben megolvadt, ez nem járul hozzá a lemezek mozgásához, és nem könnyíti meg a mozgásukat.

"Amikor arra gondolunk, hogy valami megolvad, intuitív módon úgy gondoljuk, hogy az olvadéknak nagy szerepet kell játszania az anyag viszkozitásában," - mondta Hua. "De azt találtuk, hogy még ott is, ahol az olvadékfrakció meglehetősen magas, a köpeny áramlására gyakorolt hatása nagyon csekély."

A köpenyben a konvekció vagy a hőátadás akkor történik, amikor forró, kevésbé sűrű anyag emelkedik és hűvösebb, sűrűbb anyag süllyed le. A kutatók úgy vélik, hogy a szilárd kőzetek jelenléte és a konvekció hozzájárul a lemezek mozgásához.

A szeizmikus aktivitás elemzése

A Föld belső rétegei tanulmányozásának fő kihívása az adatok összegyűjtése, mivel ezek nagy részét csak a felszínen lehet összegyűjteni, és nehéz közvetlenül mintát venni a bolygó belsejéből, mondta Hua.

"Ezért a tudósok a Föld belsejében áthaladó földrengések által generált szeizmikus hullámokat használják a szeizmikus hullám utazási sebességének tanulmányozására ezeken a belső rétegeken, hasonlóan a kórházi CT-vizsgálatokhoz," - mondta Hua.

Több mint 700 képet gyűjtött össze a szeizmikus detektorokból szerte a világon, és elkészítette az asztenoszféra globális térképét.

Az adatok elemzésével Hua látta, hogy a szeizmikus hullámok hogyan mozogtak a földkéreg alatti különböző anyagokban, beleértve a sebesség, az irány és az észlelési helyekre való érkezés idejének változásait. Az olvadék jelenléte a részben olvadt rétegben azt jelentette, hogy a szeizmikus hullámok lassabban mozogtak.

Az olvadt kőzet szeizmikus leolvasásokon jelent meg azokon a területeken, ahol az asztenoszféra elérte a legmagasabb hőmérsékletet, körülbelül 1450 Celsius fokot.

Hua a vezető szerzője annak az eredményeket részletező tanulmánynak, amely hétfőn jelent meg a Nature Geoscience folyóiratban. (1)

"Ez a tanulmány alapvető fontosságú annak megértéséhez, hogy az asztenoszféra - a tektonikus lemezek alatti gyenge köpenyréteg, amely lehetővé teszi a lemezek mozgását - valójában miért gyenge," - mondta Karen M. Fischer, a tanulmány társszerzője, a Brown Egyetem geológiai tudományok professzora.

"Végső soron bizonyítékot szolgáltat arra, hogy más tényezők, például a hőmérséklet és a nyomásváltozások szabályozhatják az asztenoszféra szilárdságát, és elég gyengévé tehetik ahhoz, hogy a lemeztektonika lehetséges legyen."

Az eredmények segíthetnek a kutatóknak megérteni, hogyan működnek a Föld alatti különböző rétegek. (2)

(1) - https://www.nature.com/articles/s41561-022-01116
(2) - https://edition.cnn.com/2023/02/07/world/earth-new