Të gjithë nxënësit e shkollës e dinë se planeti Tokë është i ndarë në tre (ose katër) shtresa të mëdha: kore, manteli dhe bërthama. Kjo është përgjithësisht e vërtetë, megjithëse ky përgjithësim nuk merr parasysh disa shtresa shtesë të identifikuara nga shkencëtarët, njëra prej të cilave, për shembull, është shtresa e tranzicionit brenda mantelit.
Në një studim të publikuar më 15 shkurt 2019, gjeofizikante Jessica Irving dhe studentja e masterit Wenbo Wu e Universitetit të Princeton, në bashkëpunim me Sidao Ni të Institutit Gjeodezik dhe Gjeofizik në Kinë, përdorën të dhënat e marra nga tërmeti i fuqishëm i vitit 1994 në Bolivi për të gjetur malet. dhe veçori të tjera topografike në sipërfaqen e zonës së tranzicionit thellë brenda mantelit. Kjo shtresë, e vendosur 660 kilometra nën tokë, ndan mantelin e sipërm dhe të poshtëm (pa një emër zyrtar për këtë shtresë, studiuesit e quajtën thjesht "kufiri 660 kilometra").
Për të “dukur” kaq thellë nën tokë, shkencëtarët përdorën valët më të fuqishme në planet, të shkaktuara nga tërmetet e forta. "Ju duhet një tërmet i fortë dhe i thellë për të tronditur planetin," tha Jessica Irving, asistent profesor i gjeoshkencave.
Tërmetet e mëdha janë shumë më të fuqishme se ato të zakonshme - energjia e të cilëve rritet 30-fish me çdo hap shtesë në shkallën Rihter. Irving merr të dhënat e tij më të mira nga tërmetet me magnitudë 7.0 dhe më lart, sepse valët sizmike të dërguara nga tërmete kaq të mëdha përhapen në drejtime të ndryshme dhe mund të udhëtojnë përmes bërthamës në anën tjetër të planetit dhe mbrapa. Për këtë studim, të dhënat kryesore erdhën nga valët sizmike që u regjistruan nga një tërmet me magnitudë 8.3 - tërmeti i dytë më i thellë i regjistruar ndonjëherë nga gjeologët - që tronditi Bolivinë në 1994.
“Tërmetet e kësaj magnitude nuk ndodhin shpesh. Jemi shumë me fat që tani ka shumë më shumë sizmometra të instaluar në mbarë botën sesa 20 vjet më parë. Sizmologjia gjithashtu ka ndryshuar shumë në 20 vitet e fundit, falë instrumenteve të reja dhe fuqisë kompjuterike.
Sizmologët dhe shkencëtarët e të dhënave përdorin superkompjuterë, të tillë si superkompjuteri i grupit Tiger të Princeton, për të simuluar sjelljen komplekse të shpërndarjes së valëve sizmike thellë nën tokë.
Teknologjitë bazohen në vetitë themelore të valëve: aftësinë e tyre për t'u reflektuar dhe përthyer. Ashtu si valët e dritës mund të kërcejnë (reflektojnë) nga një pasqyrë ose të përkulen (përthyhen) kur kalojnë nëpër një prizëm, valët sizmike udhëtojnë nëpër shkëmbinj homogjenë, por reflektohen ose thyhen kur hasin në sipërfaqe të përafërt në rrugën e tyre.
“Ne e dimë se pothuajse të gjitha objektet kanë sipërfaqe të pabarabarta dhe për këtë arsye mund të shpërndajnë dritën,” tha Wenbo Wu, autori kryesor i studimit, i cili kohët e fundit ka fituar një doktoraturë në gjeonomi dhe aktualisht është duke ndjekur një bursë postdoktorale në Institutin e Teknologjisë në Kaliforni. "Falë këtij fakti, ne mund t'i "shohim" këto objekte - valët shpërndarëse mbartin informacione për vrazhdësinë e sipërfaqeve që ato hasin në rrugën e tyre. Në këtë studim, ne shikuam valët sizmike të shpërndara që udhëtojnë thellë brenda Tokës për të përcaktuar "vrazhdësinë" e kufirit prej 660 kilometrash të gjetur."
Studiuesit u befasuan nga fakti se sa "i përafërt" është ky kufi - edhe më shumë se shtresa sipërfaqësore në të cilën jetojmë. "Me fjalë të tjera, kjo shtresë nëntokësore ka një topografi më komplekse se Malet Shkëmbore ose sistemi malor Appalachian," tha Wu. Modeli i tyre statistikor nuk ishte në gjendje të përcaktonte lartësitë e sakta të këtyre maleve nëntokësore, por ka shumë mundësi që ato të jenë shumë më të larta se çdo gjë në sipërfaqen e Tokës. Shkencëtarët vunë re gjithashtu se kufiri prej 660 kilometrash është gjithashtu i shpërndarë në mënyrë të pabarabartë. Në të njëjtën mënyrë që shtresa e tokës ka sipërfaqe të lëmuara oqeanike në disa pjesë dhe male masive në të tjera, kufiri prej 660 km ka gjithashtu zona të përafërta dhe shtresa të lëmuara në sipërfaqen e tij. Studiuesit shikuan gjithashtu shtresat nëntokësore në një thellësi prej 410 kilometrash dhe në majë të mantelit të mesëm, por nuk ishin në gjendje të gjenin vrazhdësi të ngjashme në këto sipërfaqe.
“Ata zbuluan se kufiri prej 660 kilometrash është po aq kompleks sa shtresa sipërfaqësore”, tha sizmologia Christina Hauser, një asistent profesor në Institutin e Teknologjisë në Tokio, e cila nuk ishte e përfshirë në studim. “Përdorimi i valëve sizmike të krijuara nga tërmetet e fuqishme për të gjetur një ndryshim prej 3 kilometrash në lartësinë e një terreni 660 kilometra të thellë nën tokë është një arritje e paimagjinueshme... Zbulimet e tyre nënkuptojnë se në të ardhmen, duke përdorur instrumente sizmike më të sofistikuara, do të jemi në gjendje për të zbuluar sinjale delikate të panjohura më parë, të cilat do të na zbulojnë vetitë e reja të shtresave të brendshme të planetit tonë.”
Sizmologia Jessica Irving, asistent profesor i gjeofizikës, mban dy meteoritë nga koleksioni i Universitetit Princeton që përmbajnë hekur dhe besohet se janë pjesë e planetit Tokë.
Foto e marrë nga Denis Appelwhite.
Çfarë do të thotë kjo?
Ekzistenca e sipërfaqeve të përafërta përgjatë kufirit prej 660 kilometrash është e rëndësishme për të kuptuar se si formohet dhe funksionon planeti ynë. Kjo shtresë e ndan mantelin, i cili përbën rreth 84 për qind të vëllimit të planetit tonë, në seksionet e sipërme dhe të poshtme. Për vite me radhë, gjeologët kanë debatuar se sa i rëndësishëm është ky kufi. Në veçanti, ata studiuan se si nxehtësia transportohet përmes mantelit - dhe nëse shkëmbinjtë e nxehtë lëvizin nga kufiri i Gutenbergut (shtresa që ndan mantelin nga bërthama në një thellësi prej 2900 kilometrash) deri në majë të mantelit, ose nëse kjo lëvizje është ndërprerë në kufirin 660 kilometra. Disa dëshmi gjeokimike dhe mineralogjike sugjerojnë se shtresat e sipërme dhe të poshtme të mantelit kanë përbërje të ndryshme kimike, duke mbështetur idenë se të dy shtresat janë termikisht ose fizikisht të papërziershëm. Vëzhgime të tjera sugjerojnë se shtresat e sipërme dhe të poshtme të mantelit nuk kanë dallime kimike, duke shkaktuar debatin rreth të ashtuquajturit "manteli i përzier mirë", ku të dy shtresat e mantelit marrin pjesë në një cikël të shkëmbimit të nxehtësisë ngjitur.
"Studimi ynë ofron njohuri të reja në këtë debat," tha Wenbo Wu. Të dhënat e marra nga ky studim sugjerojnë se të dyja palët mund të kenë pjesërisht të drejtë. Shtresat më të lëmuara të kufirit 660 km mund të jenë formuar për shkak të përzierjes së plotë vertikale, ku mund të jenë formuar zonat më të ashpra malore ku përzierja e mantelit të sipërm dhe të poshtëm nuk ka ecur aq mirë.
Përveç kësaj, "vrazhdësia" e shtresës në kufirin e gjetur u zbulua në shkallë të mëdha, të mesme dhe të vogla nga shkencëtarët hulumtues, të cilat në teori mund të shkaktohen nga anomalitë termike ose heterogjeniteti kimik. Por për shkak të mënyrës se si nxehtësia transportohet në mantel, shpjegon Wu, çdo anomali termike në shkallë të vogël do të zbutet brenda disa milionë viteve. Kështu, vetëm heterogjeniteti kimik mund të shpjegojë vrazhdësinë e kësaj shtrese.
Çfarë mund të shkaktojë një heterogjenitet kaq të rëndësishëm kimik? Për shembull, shfaqja e shkëmbinjve në shtresat e mantelit që i përkisnin kores së tokës dhe u zhvendosën atje gjatë shumë miliona viteve. Shkencëtarët kanë debatuar gjatë për fatin e pllakave në fundin e detit që shtyhen në mantel nga zonat e zhytjes që përplasen rreth Oqeanit Paqësor dhe pjesë të tjera të globit. Weibo Wu dhe Jessica Irving sugjerojnë se mbetjet e këtyre pllakave tani mund të jenë mbi ose nën kufirin 660 kilometra.
“Shumë njerëz besojnë se është mjaft e vështirë të studiohet struktura e brendshme e planetit dhe ndryshimet e tij gjatë 4.5 miliardë viteve të fundit duke përdorur vetëm të dhëna të valëve sizmike. "Por kjo nuk është aspak e vërtetë!" tha Irving. "Ky hulumtim na ka dhënë informacion të ri në lidhje me fatin e pllakave të lashta tektonike që zbritën në mantel gjatë shumë miliarda viteve."
Më në fund, Irving shtoi: "Unë mendoj se sizmologjia është më interesante kur na ndihmon të kuptojmë strukturën e brendshme të planetit tonë në hapësirë dhe kohë."
Nga autori i përkthimit: Gjithmonë kam dashur të provoj dorën time në përkthimin e një artikulli të shkencës popullore nga anglishtja në rusisht, por nuk e prisja për sa i përket eshte e komplikuar. Shumë respekt për ata që përkthen rregullisht dhe me efikasitet artikuj në Habré. Për të përkthyer një tekst profesionalisht, nuk duhet vetëm të dini anglisht, por edhe të kuptoni vetë temën duke studiuar burime të palëve të treta. Shtoni pak “gag” që të tingëllojë më natyrale, por edhe të mos e teproni, për të mos prishur artikullin. Faleminderit shumë për leximin :)
Burimi: www.habr.com