Бардык мектеп окуучулары Жер планетасы үч (же төрт) чоң катмарга бөлүнөрүн билишет: кыртыш, мантия жана өзөк. Бул жалпысынан туура, бирок бул жалпылоо илимпоздор тарабынан аныкталган бир нече кошумча катмарларды эске албайт, алардын бири, мисалы, мантиянын ичиндеги өткөөл катмар.
15-жылдын 2019-февралында жарыяланган изилдөөсүндө геофизик Джессика Ирвинг жана Принстон университетинин магистранты Венбо Ву Кытайдагы Геодезиялык жана геофизикалык институттун кызматкери Сидао Ни менен биргеликте 1994-жылы Боливиядагы күчтүү жер титирөөдөн алынган маалыматтарды тоолорду табуу үчүн колдонушкан. жана мантиянын тереңинде өтүү зонасынын бетиндеги башка топографиялык өзгөчөлүктөр. 660 километр жер астында жайгашкан бул катмар мантиянын үстүнкү жана астыңкы катмарын бөлүп турат (бул катмардын расмий аталышы жок, изилдөөчүлөр аны жөн гана "660 чакырымдык чек" деп аташкан).
Жер астындагы ушунчалык тереңдикти "караш" үчүн окумуштуулар жер титирөөлөрдөн улам пайда болгон планетадагы эң күчтүү толкундарды колдонушкан. "Планетаны титиретиш үчүн сизге күчтүү, терең жер титирөө керек" деди Джессика Ирвинг, геоилимдердин жардамчысы.
Ири жер титирөөлөр кадимки жер титирөөлөргө караганда алда канча күчтүү — алардын энергиясы Рихтер шкаласы боюнча ар бир кошумча кадам сайын 30 эсеге өсөт. Ирвинг өзүнүн эң жакшы маалыматтарын магнитудасы 7.0 жана андан жогору болгон жер титирөөлөрдөн алат, анткени мындай чоң жер титирөөлөр тарабынан жиберилген сейсмикалык толкундар ар кайсы багытта жайылып, өзөк аркылуу планетанын аркы тарабына жана кайра кете алат. Бул изилдөө үчүн негизги маалыматтар 8.3-жылы Боливияда болгон 1994 баллдык жер титирөөдөн (геологдор тарабынан катталган эң терең экинчи жер титирөө) катталган сейсмикалык толкундардан алынган.
«Мындай чоңдуктагы жер титирөө көп боло бербейт. Биз абдан бактылуубуз, азыр дүйнө жүзү боюнча сейсмометрлер 20 жыл мурункуга караганда алда канча көп орнотулган. Сейсмология да акыркы 20 жылда жаңы аспаптардын жана компьютердик кубаттуулуктун аркасында абдан өзгөрдү.
Сейсмологдор жана маалымат таануучулар Принстондун Tiger кластердик суперкомпьютери сыяктуу суперкомпьютерлерди жер астындагы сейсмикалык толкундардын чачырандыларынын татаал жүрүм-турумун имитациялоо үчүн колдонушат.
Технологиялар толкундардын негизги касиеттерине негизделет: алардын чагылуу жана сынуу жөндөмдүүлүгү. Жарык толкундары призмадан өткөндө күзгүдөн секирип (чагылдырат) же ийилип (сындыра алат) сыяктуу, сейсмикалык толкундар да бир тектүү тектер аркылуу өтөт, бирок алардын жолунда орой беттерге жолукканда чагылып же сынат.
"Биз дээрлик бардык объекттердин бети тегиз эмес, ошондуктан жарыкты чачырата аларын билебиз", - деди изилдөөнүн башкы автору, жакында геномия боюнча докторлук даражасын алган жана учурда Калифорния технологиялык институтунда докторантурадан кийинки изилдөөнү улантып жаткан Венбо Ву. «Ушул чындыктын аркасында биз бул объектилерди «көрө» алабыз - чачыранды толкундар өз жолунда жолуккан беттердин тегиздиги жөнүндө маалымат алып турушат. Бул изилдөөдө биз табылган 660 чакырымдык чек аранын "тедирдигин" аныктоо үчүн жердин тереңинде тараган сейсмикалык толкундарды карап чыктык.
Изилдөөчүлөр бул чектин канчалык "орой" экенине таң калышты - биз жашаган жер үстүндөгү катмардан да көбүрөөк. "Башкача айтканда, бул жер астындагы катмар Аскалуу тоолорго же Аппалач тоо системасына караганда татаал топографияга ээ" деди Ву. Алардын статистикалык модели бул жер астындагы тоолордун так бийиктигин аныктай алган жок, бирок алар жер бетиндеги бардык нерселерден алда канча жогору болушуна жакшы мүмкүнчүлүк бар. Окумуштуулар 660 чакырымдык чек аранын да бирдей эмес бөлүштүрүлгөнүн байкашкан. Кургак катмарынын кээ бир жерлеринде жылмакай океандын беттери, кээ бирлеринде массивдүү тоолор болгон сыяктуу, 660 км чек аранын да бетинде одоно зоналар жана жылмакай катмарлар бар. Окумуштуулар ошондой эле 410 километр тереңдиктеги жана орто мантиянын чокусунда жайгашкан жер астындагы катмарларды карап чыгышкан, бирок бул беттерде окшош тегиздикти таба алышкан эмес.
Токио технология институтунун сейсмологу Кристина Хаузер, изилдөөгө катышпаган сейсмолог: "Алар 660 чакырымдык чек ара жер үстүндөгү катмар сыяктуу татаал экенин аныкташты". «Күчтүү жер титирөөлөрдөн пайда болгон сейсмикалык толкундарды жер астындагы 3 километр тереңдиктеги рельефтин бийиктиги боюнча 660 чакырымдык айырманы табуу үчүн колдонуу – бул акылга сыйбаган эрдик... Алардын ачылыштары келечекте татаалыраак сейсмикалык аспаптарды колдонуу менен биз жасай алабыз дегенди билдирет. биздин планетанын ички катмарларынын жаңы касиеттерин ачып бере турган мурда белгисиз, тымызын сигналдарды аныктоо үчүн.
Сейсмолог Джессика Ирвинг, геофизика боюнча профессордун ассистенти Принстон университетинин коллекциясынан темирди камтыган жана жер планетасынын бир бөлүгү деп эсептелген эки метеоритти кармап турат.
Сүрөттү Денис Аппелвайт тарткан.
Бул эмнени билдирет?
660 километрлик чек аранын боюнда одоно беттердин болушу биздин планетанын кандайча пайда болуп, кандайча иштешин түшүнүү үчүн маанилүү. Бул катмар биздин планетанын көлөмүнүн болжол менен 84 пайызын түзгөн мантияны жогорку жана төмөнкү бөлүктөргө бөлөт. Көп жылдар бою геологдор бул чек ара канчалык маанилүү экенин талашып келишет. Тактап айтканда, алар мантия аркылуу жылуулуктун кантип ташыларын жана ысытылган тоо тектердин Гутенберг чегинен (2900 километр тереңдиктеги мантияны өзөктөн бөлүп турган катмар) мантиянын чокусуна чейин жылып жатабы же бул кыймылды изилдешкен. 660 километр чек арадан үзгүлтүккө учурайт. Кээ бир геохимиялык жана минералогиялык далилдер мантиянын үстүнкү жана астыңкы катмарларынын ар кандай химиялык курамы бар экенин көрсөтүп турат, бул эки катмар термикалык же физикалык жактан аралашпайт деген пикирди колдойт. Башка байкоолор мантиянын үстүнкү жана төмөнкү катмарларынын химиялык айырмасы жок экенин көрсөтүп турат, бул мантиянын эки катмары чектеш жылуулук алмашуу циклине катышат деп аталган "жакшы аралашкан мантия" жөнүндө талаш-тартыштарды пайда кылат.
"Биздин изилдөө бул талкууга жаңы түшүнүктөрдү берет" деди Вэнбо Ву. Бул изилдөөдөн алынган маалыматтар эки тарап тең жарым-жартылай туура болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. 660 км чек аранын жылмакай катмарлары кылдат, вертикалдуу аралашуудан пайда болушу мүмкүн, мында үстүнкү жана астыңкы мантиянын аралашуусу бир калыпта жүрбөгөн орой, тоолуу зоналар пайда болушу мүмкүн.
Мындан тышкары табылган чектердеги катмардын "тедирсиздиги" изилдөөчү окумуштуулар тарабынан чоң, орто жана кичине масштабда аныкталган, бул теорияда термикалык аномалиялардан же химиялык гетерогендиктен келип чыгышы мүмкүн. Бирок мантияда жылуулуктун ташылышынан улам, Ву түшүндүрөт, кандайдыр бир кичине масштабдагы жылуулук аномалиясы бир нече миллион жылдын ичинде жылмакай. Ошентип, бир гана химиялык гетерогендик бул катмардын оройлугун түшүндүрө алат.
Мындай олуттуу химиялык гетерогендик эмнеге алып келиши мүмкүн? Мисалы, мантиянын катмарларындагы тоо тектердин пайда болушу, ал жер кыртышына таандык болгон жана ал жерде көп миллиондогон жылдар бою көчүп келген. Окумуштуулар Тынч океандын жана жер шарынын башка бөлүктөрүнүн айланасында кагылышкан субдукция зоналары аркылуу мантияга түртүлгөн деңиз түбүндөгү плиталардын тагдырын көптөн бери талкуулап келишет. Вейбо Ву жана Джессика Ирвинг бул плиталардын калдыктары азыр 660 чакырымдык чек арадан жогору же төмөн болушу мүмкүн деп болжолдошууда.
«Көптөгөн адамдар планетанын ички түзүлүшүн жана анын акыркы 4.5 миллиард жыл ичиндеги өзгөрүүлөрүн сейсмикалык толкундардын маалыматтарын колдонуу менен изилдөө өтө кыйын деп эсептешет. "Бирок бул чындыктан алыс!" - деди Ирвинг. "Бул изилдөө бизге миллиарддаган жылдар бою мантияга түшкөн байыркы тектоникалык плиталардын тагдыры жөнүндө жаңы маалыматтарды берди".
Акырында Ирвинг: «Менимче, сейсмология мейкиндикте жана убакытта биздин планетанын ички түзүлүшүн түшүнүүгө жардам бергенде эң кызыктуу деп ойлойм».
Котормонун авторунан: Мен ар дайым илимий-популярдуу макаланы англис тилинен орусчага которууда өз күчүмдү сынап көргүм келчү, бирок муну күткөн эмесмин. канчалык бул оор. Habré боюнча макалаларды үзгүлтүксүз жана натыйжалуу которгондорго чоң урмат. Текстти профессионалдуу которуу үчүн англис тилин гана билбестен, үчүнчү тараптын булактарын изилдөө менен теманын өзүн түшүнүү керек. Табигый угулат үчүн бир аз "гаг" кошуңуз, бирок макаланы бузуп албаш үчүн аны ашыкча кылбаңыз. окуганыңыз үчүн чоң рахмат :)
Source: www.habr.com