Znanstvenici koji proučavaju potrese u južnom Pacifiku sugeriraju da zona ultraniskih brzina na granici jezgra-plašt možda predstavlja ostatak rastaljene rane Zemlje.
Zona neobičnih karakteristika
Gotovo 2900 kilometara ispod sjeveroistočne obale Australije na granici između Zemljine jezgre bogate željezom i njenog uglavnom čvrstog omotača nalazi se zona neobičnih karakteristika. Riječ je o zoni ultraniskih brzina, prikladno nazvana jer ima vrlo niske seizmičke brzine zajedno s većom gustoćom u odnosu na materijal plašta na sličnim dubinama.
Tako male brzine mogle bi nagovijestiti djelomično otopljeni plašt obogaćen željezom. Međutim, međunarodni tim istraživača u novoj studiji tvrde da ova posebna „mrlja“ koja usporava seizmičke valove sadrži slojeve koji predstavljaju drevne ostatke rane povijesti Zemlje iz vremena kada je naš planet možda bio prekriven drugom vrstom oceana – onim od magme koji se protezao do granice jezgra-plašt.
Potresi pomažu u istraživanju
Zone ultraniskih brzina na granici jezgra-plašt prvi put su prepoznate prije gotovo 30 godina. Međutim zona i dalje ostaje enigma za znanstvenike jer se nalazi preduboko da bi bilo moguće prikupiti uzorke. Umjesto toga znanstvenici se oslanjaju na potrese koji proizvode određene seizmičke valove zvane ScP valovi koji prodiru u velike dubine prije nego što se odbiju od granice jezgra-plašt. Kako pojašnjava seizmolog Mike Thorne zahvaljujući njima „Možemo izravno zaključiti neka svojstva [zone ultraniskih brzina]“.
Blizina ovih potresa i seizmičkih postaja u Australiji rezultira „savršenom geometrijom“ za hvatanje ScP valova pojasnio je Thorne. Naime, valovi se reflektiraju na višim frekvencijama i kraćim valnim duljinama od ostalih seizmičkih valova, sadržavajući dragocjene detalje koje bi signali duže valne duljine propustili.
Ipak, podatci prikupljeni samo s jedne postaje tijekom jednog potresa nisu dovoljni za proučavanje zona ultraniskih brzina zbog čega je tim koristio podatke s 20/25 zajedno grupiranih postaja kako bi se osiguralo da se izmjereni valovi odbijaju od iste strukture na granici jezgra-plašt.
U novoj studiji istraživači nisu mijenjali samo parametre kao što su gustoća, debljina i seizmičke brzine, već i broj slojeva unutar zone ultraniskih brzina. Oštri, fokusirani histogrami – koji su prikazivali slojeve debljine između 2 i 10 kilometara – značili su da su njihovi modeli odgovarali izmjerenim pokretima, dajući robustan rezultat.
Globalni ocean magme
Kako su se planetezimali [objekti za koje se vjeruje da su akumulacijom stvorili protoplanetarne diskove te s vremenom protoplanete i planete] sudarili u ranom Sunčevom sustavu, Zemlja se počela spajati. Željezo i drugi gusti elementi potonuli su u nastajuću jezgru.
Znanstvenici vjeruju da se objekt veličine Marsa (zvan „Gaia“) sudario s Zemljom prije otprilike 4.5 milijardi godina, stvorivši Mjesec i otopivši plašt u masivnu mješavinu rastaljenog kamena, plina i kristala suspendiranih u magmi.
Kako se ovaj globalni ocean magme počeo hladiti, gusti materijali su počeli tonuti – sloj po sloj – do granice jezgra-plašt. Geodinamički modeli koje je tim razvio pokazali su kako ovi gusti slojevi mogu preživjeti uzburkanu konvekciju (tj. toplinsko strujanje – prijenos topline u fluidima) koja je pomiješala veći dio plašta.
Ako je hipoteza o oceanu magme točna, ostatci rane Zemljine kemijske heterogenosti i dalje postoje – čak i danas, 4.5 milijardi godina kasnije. Jedan od načina da se to testira je da se pogledaju druge zone ultraniske brzine sa sličnim izuzetnim detaljima. Ako je slojevitost zajednička za ove značajke „onda je ova hipoteza dobar način za objasniti njihovo stvaranje kroz… tj. kroz koncept oceana magme,“ zaključio je Thorne.
Astronomi pronašli “oceanski svijet” koji bi mogao podržati život
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
