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 najveća deformacija dešava u regijama gdje se, kako se smatra, nalaze ove drevne ploče. Nalazi potvrđuju dugotrajne teorije, ali prvi put pokazuju ovaj obrazac u globalnim razmjerama. To je veliki korak ka razumijevanju kako unutrašnjost planete polako cirkuliše tokom vremena.
Daleko ispod površine Zemlje, spore konvekcione struje pomjeraju se unutar omotača. Ove struje su usko povezane s kretanjem tektonskih ploča i čine više od samog guranja ploča iznad; one također rastežu i deformišu materijal omotača.
Nova studija pokazuje da se veliki dio ove deformacije u najdubljem dijelu omotača dešava u regijama u koje su, kako naučnici vjeruju, 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 s 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 svijeta, kreirajući jedan od najobuhvatnijih skupova seizmičkih podataka ikad sastavljenih.
Seizmički talasi razotkrivaju skrivenu strukturu
Kada 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 razmjerama 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 dvije trećine proučavanih regija. Iako su obrasci složeni, najveća deformacija se javlja u oblastima za koje se misli da sadrže duboko subdukovane ploče.
„Ovo nije toliko iznenađujuće pošto je predviđeno geodinamičkim simulacijama. Međutim, u razmjerama koje posmatramo to nije pokazano pomoću metoda koje koristimo“, kažu autori.
Šta uzrokuje deformaciju u subdukovanim pločama
Naučnici još pokušavaju razumjeti zašto tačno ove ploče pokazuju seizmičku anizotropiju. Jedna mogućnost je da ploče zadržavaju određenu „fosilnu“ anizotropiju iz vremena kada su bile bliže površini.
Međutim, vjerovatnije objašnjenje je da se intenzivna deformacija dešava dok ploče tonu i ulaze u interakciju s granicom jezgro-omotač. Dok tonu, također guraju i preoblikuju okolni materijal. Ekstremna toplota i pritisak na tim dubinama mogu promijeniti minerale unutar ploča, stvarajući novu anizotropnu strukturu.
Granice detekcije
Za oblasti u kojima nedostaje primjetan anizotropni signal ne treba pretpostaviti da su bez deformacije. U nekim regijama signal može jednostavno biti preslab da bi ga trenutne metode detektovale, kažu istraživači.
Ogromna baza podataka ostaje dragocjen resurs, riznica koju će istraživači nastaviti proučavati radi daljnjih uvida u duboku unutrašnjost Zemlje.
„Ako možemo sanjati, jednog dana ćemo imati dovoljno informacija da zaista kažemo mnogo više o globalnim pravcima kretanja u najdubljem dijelu omotača, osvjetljavajući ga iz brojnih pravaca“.