Eskola-ume guztiek dakite Lur planeta hiru (edo lau) geruza handitan banatuta dagoela: lurrazala, mantua eta muina. Oro har, hori egia da, nahiz eta orokortze honek zientzialariek identifikatu dituzten hainbat geruza gehigarri kontuan hartzen ez dituen, horietako bat, adibidez, mantuaren barruko trantsizio-geruza da.
15ko otsailaren 2019ean argitaratutako ikerketa batean, Jessica Irving geofisikariak eta Wenbo Wu Princeton Unibertsitateko graduondoko ikasleak, Txinako Geodetika eta Geofisika Institutuko Sidao Nirekin elkarlanean, 1994ko Boliviako lurrikara izugarriaren datuak erabili zituzten mendiak eta beste topografiko batzuk kokatzeko. trantsizio gunearen gainazaleko ezaugarriak mantuaren barnean sakonean. Lur azpian 660 kilometrora kokatuta dagoen geruza honek mantuaren goiko eta beheko atalak bereizten ditu (geruza horren izenik formalik izan gabe, ikertzaileek "660 km-ko muga" besterik gabe deitu zuten).
Lur azpian hain sakon "begiratzeko", zientzialariek planetako uhin indartsuenak erabili zituzten, lurrikararik gogorrenek eragindakoak. "Lurrikara handi eta sakon bat behar duzu planeta astintzeko", esan zuen Jessica Irving-ek, geofisiko zientzietako irakasle laguntzaileak.
Lurrikara handiak ohikoak baino askoz ere indartsuagoak dira; hauen energia 30 aldiz handitzen da Richter eskalan gorako urrats bakoitzean. Irving-ek bere datu onenak 7.0 eta goragoko lurrikaretatik lortzen ditu, lurrikara indartsuek igorritako uhin sismikoak alde egiten dutelako eta nukleotik planetaren beste aldera joan eta itzul daitezkeelako. Azterketa honetarako, 8.3an Bolivia astindu zuen 1994 magnitudeko lurrikara batetik -geologoek inoiz erregistratu duten bigarren lurrikararik sakonena- grabatutako uhin sismikoetatik funtsezko datuak lortu dira.
Β«Tamaina honetako lurrikarak ez dira askotan gertatzen. Zorte handia dugu orain duela 20 urte baino askoz sismometro gehiago instalatuta daudelako mundu osoan. Sismologia ere asko aldatu da azken 20 urteotan tresna berriei eta ordenagailuen botereari esker.
Sismologoek eta datu-zientzialariek superordenagailuak erabiltzen dituzte, hala nola Princeton Tiger Cluster Supercomputer, uhin sismikoak lurrazpian barreiatzearen portaera konplexua simulatzeko.
Teknologiak uhinen oinarrizko propietateetan oinarritzen dira: islatzeko eta errefraktatzeko duten gaitasuna. Prismatik igarotzean argi-uhinek ispilu batetik errebotatu (islatatu) edo okertu (errefraktatu) dezaketen bezala, uhin sismikoak arroka homogeneoetan zehar bidaiatzen dira, baina bidean gainazal latzak topatzen dituztenean islatu edo errefraktatu egiten dira.
"Badakigu ia objektu guztiek gainazal irregularrak dituztela eta, beraz, argia sakabanatu dezaketela", esan du Wenbo Wu-k, ikerketaren egile nagusiak, geonomian doktoretza egin berri duen eta orain Kaliforniako Teknologia Institutuko doktorego-ondoko bekaduna da. Β«Hori esker, objektu horiek Β«ikusiΒ» ditzakegu: sakabanaketa-uhinek bidean aurkitzen dituzten gainazal zimurtasunari buruzko informazioa daramate. Azterketa honetan, Lurraren barnean hedatzen diren sakabanatze uhin sismikoak aztertu ditugu, aurkitutako 660 kilometroko mugaren "zimurtasuna" zehazteko".
Ikertzaileak harrituta geratu ziren muga hori zein "zakar" den, bizi garen gainazaleko geruza baino gehiago. "Bestela esanda, lurpeko geruza honek Mendi Harritsuak edo Apalatxe mendi sistema baino topografia konplexuagoa du", esan zuen Wu-k. Haien eredu estatistikoak ezin izan zuen lurpeko mendi hauen altuera zehatza zehaztu, baina Lurraren gainazalean dauden ezer baino askoz ere altuagoak izateko aukera handia dago. Zientzialariek ere ohartu ziren 660 kilometroko muga ere modu irregularrean banatuta dagoela. Lehorreko geruzak ozeano-azalera leuna eta beste batzuetan mendi masiboak dituen modu berean, 660 km-ko mugak ere zonalde zakarrak eta geruza leunak ditu bere gainazalean. Ikertzaileek 410 kilometroko sakoneran eta mantuaren erdiko geruzaren goialdean dauden lurpeko geruzak ere aztertu zituzten, baina ez zuten aurkitu gainazal horien antzeko zimurtasunik.
"660 kilometroko muga lurraren gainazaleko geruza bezain konplexua dela ikusi dute", esan zuen Kristina Hauser sismologoak, Tokioko Teknologia Institutuko irakasle laguntzaileak, eta ez zuen ikerketan parte hartu. "Lurrikara indartsuek sortutako uhin sismikoak erabiltzea lur azpian 3 kilometroko altueran 660 kilometroko aldea aurkitzeko balentria imajinaezina da... Haien aurkikuntzek esan nahi dute etorkizunean, tresna sismiko sofistikatuagoak erabiliz, orain arte ezezagunak eta sotilak detektatzeko gai izango garela. gure planetaren barne-geruzen propietate berriak ezagutaraziko dizkiguten seinaleak.
Jessica Irving sismologoak, geofisikako irakasle laguntzaileak, Princeton Unibertsitateko bildumako bi meteorito ditu, burdina duten eta lur planetaren parte direla uste dutenak.
Denis Appelwhite-k ateratako argazkia.
Zer esan nahi du honek?
660 km-ko mugan gainazal zakarrak egotea ezinbestekoa da gure planeta nola eratzen den eta nola funtzionatzen duen ulertzeko. Geruza honek gure planetaren bolumenaren ehuneko 84 inguru osatzen duen mantua goiko eta beheko ataletan banatzen du. Urte luzez, geologoek eztabaidatu dute zein garrantzitsua den muga hori. Hain zuzen ere, beroa mantuan zehar nola garraiatzen den aztertu zuten, eta berotutako arrokak Gutenberg-en mugatik (mantua nukleotik 2900 kilometroko sakoneran bereizten duen geruza) mantuaren goialderaino mugitzen diren ala mugimendu hori. 660 kilometroko mugan eten da. Zenbait froga geokimiko eta mineralogikoek iradokitzen dute mantuaren goiko eta beheko geruzek konposizio kimiko desberdinak dituztela, bi geruzak termikoki edo fisikoki nahasten ez direlako ideia onartzen duelarik. Beste behaketa batzuek iradokitzen dute goiko eta beheko mantuek ez dutela desberdintasun kimikorik, eta, ondorioz, "ondo nahastutako mantua" izeneko eztabaida sortu da, non mantuaren bi geruzek ondoko bero-truke-ziklo batean parte hartzen duten.
"Gure azterketak polemika honen ikuspegi berri bat eskaintzen du", esan zuen Wenbo Wu-k. Ikerketa honetako datuek iradokitzen dute bi aldeek partzialki arrazoia izan dezaketela. 660 km-ko mugaren geruza leunenak nahasketa sakon eta bertikalaren ondoriozkoak izan daitezke, non zonalde lakarragoak eta menditsuak eratu baitziren, non goiko eta beheko mantuaren geruzak nahasketak bezain leun egin ez zirenean.
Horrez gain, aurkitutako mugan dagoen geruzaren "zimurtasuna" eskala handi, ertain eta txikian aurkitu zuten ikerlariek, teorian anomalia termikoek edo heterogeneotasun kimikoek eragin dezaketena. Baina beroa mantuan garraiatzeko moduaren ondorioz, Wu-k azaldu duenez, eskala txikiko anomalia termiko oro leunduko litzateke milioika urteren buruan. Beraz, heterogeneotasun kimikoak bakarrik azal dezake geruza honen zimurtasuna.
Zein izan daiteke hain heterogeneotasun kimiko nabarmen baten arrazoia? Esaterako, lurrazaleko mantuaren geruzetan arrokak agertzea milioika urtetan zehar hara mugitu zirenak. Zientzialariek aspaldi eztabaidatu dute Ozeano Barearen inguruan eta munduko beste leku batzuetan talka egiten duten subdukzio guneetan mantura bultzatzen diren itsas hondoko plaken patuari buruz. Weibo Wu-k eta Jessica Irving-ek iradokitzen dute plaka horien aztarnak orain 660 km-ko mugaren gainean edo azpian egon daitezkeela.
Β«Askoren ustez, nahiko zaila da planetaren barne egitura eta azken 4.5 milioi urteetan izandako aldaketak aztertzea, uhin sismikoen datuak soilik erabiliz. Baina hori urrun dago!-esan zuen Irving-ek- ikerketa honek milaka milioi urtetan mantura jaitsi ziren antzinako plaka tektonikoen patuari buruzko informazio berria eman digu.
Amaieran, Irving-ek gaineratu zuen: "Nire ustez sismologia da interesgarriena gure planetaren barne egitura espazioan eta denboran ulertzen laguntzen digunean".
Itzulpenaren egilearen eskutik: Beti saiatu nahi nuen zientzia-artikulu bat ingelesetik errusierara itzultzen, baina ez nuen espero zenbat zaila da. Errespetu handia HabrΓ©-ri buruzko artikuluak aldizka eta eraginkortasunez itzultzen dituztenei. Testu bat profesionalki itzultzeko, ingelesa ez ezik, gaia bera ere ulertu behar da hirugarrenen iturriak aztertuz. Gehitu "gag" pixka bat naturalagoa izateko, baina ez gehiegi egin artikulua ez hondatzeko. Mila esker irakurtzeagatik π
Iturria: www.habr.com