A Föld belső szerkezetének új részletei szeizmikus adatokból derülnek ki

A Föld belső szerkezetének új részletei szeizmikus adatokból derülnek ki
A Föld belső szerkezetének új részletei szeizmikus adatokból derülnek ki
Anonim

SANTA CRUZ, CA – Körülbelül 1800 mérföldre a felszín alatt a Föld belső szerkezete hirtelen megváltozik, ahol a köpeny szilárd kőzete találkozik a külső mag örvénylő olvadt vasával. A mag és a köpeny közötti határ azonban nem biztos, hogy olyan élesen meghatározható, mint azt a tudósok egykor hitték. A mag-köpeny határáról visszaverődő földrengéshullámok elemzésével a kutatók bizonyítékot találtak egy vékony zónára, ahol a legkülső mag szilárdabb, mint folyadék.

Az ilyen "mag-merevségi zónák" – kis merev anyagfoltok a folyékony külső magon belül – létezését korábban is javasolták, de ez a jelentés az első alkalom, hogy a tudósok észleltek ilyet.Sebastian Rost és Justin Revenaugh, a Santa Cruz-i Kaliforniai Egyetem kutatói eredményeiket a Science folyóirat november 30-i számában teszik közzé.

A mag-köpeny határvonalának természete azért fontos, mert a kutatók úgy gondolják, hogy a Föld mágneses mezejének viselkedésétől a forró kőzet masszív csóváiig, amelyek a köpenyen keresztül emelkednek, és vulkáni melegben a felszínre törnek helyek, mint például Hawaii. A mag-merevségi zónák és a mágneses tér kölcsönhatása például segíthet megmagyarázni a Föld forgástengelyének lassú billegését, az úgynevezett nutációt – mondta Revenaugh, az UCSC földtudományi docense.

"A Föld nutációjának tanulmányozása egy sor bizonyítékot szolgáltatott, amely arra késztette az embereket, hogy ezek a kis merev anyagfoltok lehetnek a külső magban" - mondta. "Tehát a korábbi bizonyítékok összhangban voltak ezzel az elképzeléssel, de most olyan bizonyítékokkal rendelkezünk, amelyeket nem lehet másképp megmagyarázni."

A mag-köpeny határának képe az elmúlt években egyre bonyolultabbá vált a szeizmikus tomográfia fejlődésével, amely a földrengések szeizmikus hullámait használja fel a Föld belső szerkezetének vizsgálatára. Mivel a szeizmikus hullámok a földrengés epicentrumából kifelé sugároznak, sebességüket és egyéb tulajdonságaikat befolyásolják a különböző anyagok, amelyeken áthaladnak.

Az 1990-es években a szeizmikus tomográfia "ultraalacsony sebességű zónák" létezését mutatta ki a köpeny alján, amit egyes tudósok a köpeny részleges olvadásának bizonyítékaként értelmeznek. Rost, egy posztdoktori kutató szerint egy ultra-alacsony sebességű zóna átfedi azt a területet, ahol mag-merevségi zónát észlelt, de ez nem feltétlenül jelenti azt, hogy van kapcsolat a kettő között. Azt mondta, hogy a mag-köpeny határának szerkezete olyan összetettnek bizonyulhat, mint a Föld felszíni rétege.

"Szerintem ami ott van, az ugyanolyan bonyolult, mint a kéreg" - mondta Rost."Van egy adatkészletem, amely nagyon éles mag-köpeny határt mutat, csak egy kicsit északra attól a helytől, ahol a mag-merevségi zónát észleltük. Ahogy a kisebb léptékeket nézzük, azt hiszem, egyre több eltérést fogunk látni."

Rost és Revenaugh a szeizmikus nyíróhullámokat tanulmányozta, amelyek nem tudnak áthaladni a folyadékon, és visszaverődnek a mag-köpeny határvonaláról. Megnézték a Csendes-óceán déli részén fekvő Tonga és Fidzsi-szigetek közelében földrengések által keltett hullámokat, és egy sor műszerrel rögzítették Ausztráliában.

Rost szerint az e tömb által gyűjtött szeizmikus adatok magas minősége elengedhetetlen volt a merev zóna észleléséhez, amely csak néhány mérföld átmérőjű és körülbelül 150 méter (körülbelül 500 láb) vastag. "Nagyon vékony és akkora, mint Santa Cruz" - mondta Revenaugh.

Két irányzat létezik arról, hogyan fordulhat elő ez a merev anyag a külső mag olvadt fémében. Az egyik elképzelés az, hogy a mag és a köpeny reakcióba lép egymással, és közbenső sűrűségű anyagot állít elő.De ez a folyamat nem valószínű, hogy néhány méternél vastagabb réteget hozzon létre, mondta Rost.

A másik ötlet a szilárd belső mag növekedéséhez kapcsolódik. Ahogy a Föld lehűl, és a hő kiáramlik a magból, az olvadt külső magból származó vas megszilárdul a belső magra. Ez növeli a könnyebb elemek koncentrációját a külső magban, és ha ezek az elemek a telítési pont közelében vannak, akkor ki is szilárdulnak. De mivel könnyebbek a vasnál, a mag tetejére úsznak, és a mag-köpeny határán gyűlnek össze.

"Úgy képzelheted el, mint egy fejjel lefelé fordított tócsát, amelyet a mag tetejéig felemelkedő anyag alkot" - mondta Revenaugh.

Míg a szárazföld mélypontjain víztócsák képződnek, addig a magból származó megszilárdult könnyű elemek "tócsái" a mag-köpeny határának magas pontjain alakulnak ki. A szeizmikus bizonyítékok arra utalnak, hogy a merev zóna szilárd mátrixból áll, benne némi olvadt vassal, mondta Rost.

"Ez illeszkedik egy olyan terület gondolatához, ahol szilárd anyag gyűlt össze a folyékony külső magban" - mondta.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei