Dve obrovské guľôčky číhajú hlboko vo vnútri Zeme a vyzerá to, že menia tvar

Simulácia vnútra Zeme. (Nicolas Flament/YouTube)

Hlboko v Zemi pod nami ležia dve kvapôčky veľkosti kontinentov. Jeden je pod Afrikou, druhý pod Tichým oceánom.

Guličky majú svoje korene 2 900 km (1 800 míľ) pod povrchom, takmer v polovici cesty do stredu Zeme. Predpokladá sa, že sú rodiskom stúpajúcich stĺpov horúcej horniny nazývaných „hlboké plášte oblakov“, ktoré dosahujú zemský povrch.

Keď sa tieto oblaky prvýkrát dostanú na povrch, dôjde k obrovským sopečným erupciám – druhu, ktorý prispel k vyhynutiu dinosaurov pred 65,5 miliónmi rokov. Guličky môžu tiež kontrolovať erupciu druhu horniny nazývanej kimberlit, ktorá prináša diamanty z hĺbok 120-150 km (av niektorých prípadoch až okolo 800 km) na zemský povrch.



Vedci vedeli, že guličky existujú už dlho, ale ako sa správali v histórii Zeme, je otvorenou otázkou. V novom výskume sme modelovali miliardu rokov geologickej histórie a objavili guličky sa zhromažďujú a rozpadajú podobne ako kontinenty a superkontinenty.

(Omar Bodur)

Hore: guličky Zeme zobrazené zo seizmických údajov. Africká škvrna je navrchu a pacifická škvrna dole.

Model pre vývoj kvapôčok Zeme

Hrudky sú v plášti, hrubej vrstve horúcej horniny medzi zemskou kôrou a jej jadrom. Plášť je pevný, ale pomaly plynie v dlhých časových intervaloch. Vieme, že guličky sú tam, pretože spomaľujú vlny spôsobené zemetraseniami, čo naznačuje, že guličky sú horúcejšie ako ich okolie.

Vedci sa vo všeobecnosti zhodujú, že kvapôčky sú spojené s pohybom tektonických platní na zemskom povrchu. To, ako sa guľôčky menili v priebehu histórie Zeme, ich však mätilo.

Jednou myšlienkovou myšlienkou bolo, že súčasné guličky fungovali ako kotvy, uzamknuté na mieste po stovky miliónov rokov, zatiaľ čo sa okolo nich pohybovali iné skaly. Vieme však, že tektonické platne a plášte sa v priebehu času pohybujú a výskum naznačuje tvar kvapôčok sa mení .

Náš nový výskum ukazuje, že kvapôčky Zeme zmenili tvar a umiestnenie oveľa viac, ako sa doteraz predpokladalo. V skutočnosti sa v priebehu histórie zhromažďovali a rozbíjali rovnakým spôsobom, ako majú kontinenty a superkontinenty na povrchu Zeme.

Použili sme Austráliu Národná výpočtová infraštruktúra spustiť pokročilé počítačové simulácie toho, ako zemský plášť tiekol za miliardu rokov.

Tieto modely sú založené na rekonštrukcia pohybov tektonických platní . Keď sa platne tlačia do seba, oceánske dno sa medzi ne stlačí v procese známom ako subdukcia.

Studená hornina z dna oceánu klesá hlbšie a hlbšie do plášťa a keď dosiahne hĺbku asi 2 000 km, vytlačí horúce guličky nabok.

Hore: Posledných 200 miliónov rokov vnútrozemia Zeme. Horúce štruktúry sú žlté až červené (tmavšie je plytšie) a studené štruktúry sú modré (tmavšie je hlbšie) .

Zistili sme, že rovnako ako kontinenty, aj guľôčky sa môžu zhromažďovať – vytvárať „superbloby“ ako v súčasnej konfigurácii – a časom sa rozpadať.

Kľúčovým aspektom našich modelov je, že hoci guličky v priebehu času menia polohu a tvar, stále zodpovedajú vzoru sopečných a kimberlitových erupcií zaznamenaných na zemskom povrchu. Tento vzor bol predtým kľúčovým argumentom pre guličky ako nepohyblivé „kotvy“.

Naše modely prekvapivo odhaľujú africkú škvrnu zostavenú pred 60 miliónmi rokov – v ostrom kontraste s predchádzajúcimi návrhmi mohla škvrna existovať približne v súčasnej podobe. takmer desaťkrát tak dlho .

Zostávajúce otázky o kvapkách

Ako guličky vznikli? Z čoho presne sú vyrobené? Ešte stále nevieme.

Hrudky môžu byť hustejšie ako okolitý plášť a ako také môžu pozostávať z materiálu oddeleného od zvyšku plášťa na začiatku histórie Zeme . To by mohlo vysvetľovať, prečo sa minerálne zloženie Zeme líši od toho, ktoré sa očakáva od modelov založených na zložení meteoritov.

Alternatívne by sa hustota kvapôčok dala vysvetliť akumuláciou hustého oceánskeho materiálu z dosiek horniny tlačených nadol pohybom tektonických platní.

Bez ohľadu na túto diskusiu naša práca ukazuje, že potápajúce sa dosky pravdepodobnejšie dopravia fragmenty kontinentov do afrického bloku ako do tichomorského bloku.

Je zaujímavé, že tento výsledok je v súlade s nedávnymi prácami, ktoré naznačujú, že zdroj oblakov plášťa stúpajúcich z africkej kvapôčky obsahuje kontinentálny materiál, zatiaľ čo oblaky stúpajúce z pacifickej kvapôčky nie.

Sledovanie kvapôčok, aby ste našli minerály a diamanty

Zatiaľ čo sa naša práca zaoberá základnými otázkami o vývoji našej planéty, má aj praktické využitie.

Naše modely poskytujú rámec na presnejšie zacielenie polohy minerálov spojených so zdvihnutím plášťa. To zahŕňa diamanty vynesené na povrch kimberlitmi, ktoré sa zdajú byť spojené s kvapkami.

Magmatické sulfidové ložiská, ktoré sú primárnou svetovou zásobou niklu, sú tiež spojené s plášťovými vlečkami. Tým, že naše modely pomáhajú zamerať sa na minerály, ako je nikel (základná zložka lítium-iónových batérií a iných technológií obnoviteľnej energie), môžu prispieť k prechodu na hospodárstvo s nízkymi emisiami.

Nicolas Flament , odborný asistent, Univerzita vo Wollongongu ; Andrew Merdith , výskumný pracovník, University of Leeds ; Omer F. Bodur , postdoktorandský výskumný pracovník, Univerzita vo Wollongongu , a Simon Williams , výskumný pracovník, Severozápadná univerzita, Xi'an .

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia pod licenciou Creative Commons. Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.