Głęboka część środkowej warstwy Ziemi jest w ruchu.
Nowe badania wykazały, że dolny płaszcz, położony między 410 mil a 621 mil (660 a 1000 kilometrów) pod skorupą ziemską, jest bardziej dynamiczny niż wcześniej sądzono. Ta głęboka warstwa płynie i deformuje się intensywnie w strefach subdukcji, gdzie płyty skorupy oceanicznej spadają przez warstwy Ziemi jak tonące statki.
„Tradycyjnie uważano, że przepływ skał w dolnym płaszczu Ziemi jest powolny, dopóki nie uderzysz w jądro planety, przy czym najbardziej dynamiczna akcja dzieje się w górnym płaszczu, który osiąga głębokość jedynie 660 km (410 mil)”, lider badania Ana Ferreira, sejsmolog z University College London i University of Lisbon, powiedziała w oświadczeniu. „Wykazaliśmy, że tak nie jest w dużych regionach głęboko pod południowym Pacyfikiem i w Ameryce Południowej”.
Zrozumienie warstw
Płaszcz Ziemi jest wykonany z gorącej skały, solidnej, ale łatwo wyginającej się i wypaczanej. Przejście między płaszczem górnym a płaszczem dolnym znajduje się 410 mil (660 km) pod powierzchnią. Te dwie warstwy są różne; górny płaszcz, na przykład, jest wykonany głównie z peridotytów skały magmowej, podczas gdy dolny płaszcz jest bogaty w minerały bridgmanit i ferroperiklazę magnezowo-żelazową. Dwie warstwy różnią się również temperaturą i ciśnieniem.
Ferreira i jej koledzy postanowili zbadać najwyższą część dolnego płaszcza za pomocą komputerowego modelu wnętrza Ziemi utworzonego za pomocą 43 milionów rzeczywistych pomiarów sejsmicznych planety. W szczególności geofizycy wykorzystują naturalne echa trzęsień ziemi na całym świecie, aby zobrazować to, co znajduje się na planecie. Analizując, w jaki sposób fale zmieniają prędkość i kierunek, badacze mogą uzyskać informacje na temat różnych kompozycji skał i minerałów w płaszczu, dając wskazówki na temat jego struktury i właściwości.
W ramach badań naukowcy skupili się na tym, co dzieje się w strefach subdukcji, obszarach, w których skorupa oceaniczna nurkuje pod skorupą kontynentalną jak pas przenośnika, przetwarzając skały i minerały głęboko w płaszcz. Płyty te opadają w kierunku rdzenia, przekraczając granicę między płaszczem górnym i dolnym.
Dynamiczny płaszcz
Wyniki pokazały, że w strefach subdukcji dolny płaszcz jest zaskakująco dynamiczny, szczególnie wokół krawędzi płyt starożytnej skorupy, zanurzających się w jej warstwach. Naukowcy odkryli, że przyczyną tego zjawiska jest „pełzanie przemieszczenia”, czyli deformacja kryształów i materiału krystalicznego spowodowana ruchem defektów w kryształach. To pełzanie jest powodowane przez płytę skorupy oddziałującą ze skałą płaszcza, powodującą odkształcenie płaszcza i (bardzo powolny) przepływ.
Naukowcy znaleźli dowody na to pełzanie pod Zachodnim Pacyfikiem i Ameryką Południową, więc nie jest jeszcze jasne, jak powszechny jest on. Jeśli aktywność ma charakter globalny, może to sugerować, że Ziemia ochładza się szybciej niż wcześniej szacowano, powiedział współautor badania Manuele Faccenda z Uniwersytetu w Padwie.
Chociaż przepływ płaszcza może wydawać się całkowicie usunięty z tego, co dzieje się w skorupie, ma on decydujący wpływ na środowisko planety, powiedziała Ferreira. Na przykład Wenus ma podobny rozmiar i położenie na orbicie co Ziemia, ale jej płaszcz prawdopodobnie płynie bardzo różnie.
„Sposób, w jaki płaszcz przepływa na Ziemi, może kontrolować, dlaczego na naszej planecie istnieje życie, ale nie na innych planetach, takich jak Wenus” - powiedziała.
Wyniki pojawiają się dzisiaj (25 marca) w czasopiśmie Nature Geoscience.
