Alam ng lahat ng mga mag-aaral na ang planetang Earth ay nahahati sa tatlo (o apat) malalaking layer: ang crust, ang mantle at ang core. Ito ay karaniwang totoo, bagama't ang generalization na ito ay hindi isinasaalang-alang ang ilang karagdagang mga layer na natukoy ng mga siyentipiko, isa na rito, halimbawa, ay ang transition layer sa loob ng mantle.
Sa isang pag-aaral na inilathala noong Pebrero 15, 2019, ang geophysicist na si Jessica Irving at ang master's student na si Wenbo Wu ng Princeton University, sa pakikipagtulungan sa Sidao Ni ng Geodetic and Geophysical Institute sa China, ay gumamit ng data na nakuha mula sa malakas na lindol noong 1994 sa Bolivia upang mahanap ang mga bundok. at iba pang mga tampok na topograpiko sa ibabaw ng transition zone sa kalaliman ng mantle. Ang layer na ito, na matatagpuan 660 kilometro sa ilalim ng lupa, ay naghihiwalay sa itaas at ibabang mantle (nang walang pormal na pangalan para sa layer na ito, tinawag lamang ito ng mga mananaliksik na "660-kilometrong hangganan").
Upang "tumingin" nang napakalalim sa ilalim ng lupa, ginamit ng mga siyentipiko ang pinakamalakas na alon sa planeta, na dulot ng malalakas na lindol. "Kailangan mo ng isang malakas, malalim na lindol para yumanig ang planeta," sabi ni Jessica Irving, assistant professor of geosciences.
Ang malalaking lindol ay mas malakas kaysa sa mga ordinaryong lindolβang enerhiya nito ay tumataas ng 30 beses sa bawat karagdagang hakbang na tumataas sa Richter scale. Nakukuha ni Irving ang kanyang pinakamahusay na data mula sa mga lindol na may magnitude na 7.0 at mas mataas dahil ang mga seismic wave na ipinadala ng gayong malalaking lindol ay kumalat sa iba't ibang direksyon at maaaring maglakbay sa core patungo sa kabilang panig ng planeta at pabalik. Para sa pag-aaral na ito, ang pangunahing data ay nagmula sa mga seismic wave na naitala mula sa magnitude 8.3 na lindolβang pangalawang pinakamalalim na lindol na naitala ng mga geologistβna yumanig sa Bolivia noong 1994.
"Ang mga lindol na ganito kalaki ay hindi madalas mangyari. Napakapalad namin na mayroon na ngayong mas maraming seismometer na naka-install sa buong mundo kaysa noong nakaraang 20 taon. Malaki rin ang pagbabago ng seismology sa nakalipas na 20 taon, salamat sa mga bagong instrumento at kapangyarihan ng computer.
Gumagamit ang mga seismologist at data scientist ng mga supercomputer, gaya ng Princeton's Tiger cluster supercomputer, upang gayahin ang kumplikadong gawi ng pagkalat ng mga seismic wave sa ilalim ng lupa.
Ang mga teknolohiya ay batay sa mga pangunahing katangian ng mga alon: ang kanilang kakayahang maipakita at ma-refract. Kung paanong ang mga magagaan na alon ay maaaring tumalbog (magre-reflect) sa salamin o yumuko (mag-refract) kapag dumaan sila sa isang prisma, ang mga seismic wave ay naglalakbay sa magkakatulad na mga bato ngunit naaaninag o na-refract kapag sila ay nakatagpo ng mga magaspang na ibabaw sa kanilang dinadaanan.
"Alam namin na halos lahat ng mga bagay ay may hindi pantay na ibabaw at samakatuwid ay maaaring magkalat ng liwanag," sabi ni Wenbo Wu, ang nangungunang may-akda ng pag-aaral, na kamakailan ay nakakuha ng isang titulo ng doktor sa geonomy at kasalukuyang naghahabol ng postdoctoral fellowship sa California Institute of Technology. "Salamat sa katotohanang ito, maaari nating" makita" ang mga bagay na ito - ang mga nakakalat na alon ay nagdadala ng impormasyon tungkol sa pagkamagaspang ng mga ibabaw na nakatagpo nila sa kanilang landas. Sa pag-aaral na ito, tiningnan namin ang mga nakakalat na seismic wave na naglalakbay nang malalim sa loob ng Earth upang matukoy ang "kagaspangan" ng natagpuang 660-kilometrong hangganan."
Nagulat ang mga mananaliksik sa kung gaano "kagaspang" ang hangganang ito - higit pa kaysa sa ibabaw na layer kung saan tayo nakatira. "Sa madaling salita, ang layer sa ilalim ng lupa na ito ay may topograpiyang mas kumplikado kaysa sa Rocky Mountains o Appalachian mountain system," sabi ni Wu. Hindi matukoy ng kanilang istatistikal na modelo ang eksaktong taas ng mga bundok na ito sa ilalim ng lupa, ngunit may magandang pagkakataon na mas mataas ang mga ito kaysa sa anumang nasa ibabaw ng Earth. Napansin din ng mga siyentipiko na ang 660-kilometrong hangganan ay hindi rin pantay na ipinamamahagi. Sa parehong paraan na ang layer ng lupa ay may makinis na mga ibabaw ng karagatan sa ilang bahagi at napakalaking bundok sa iba, ang 660 km na hangganan ay mayroon ding mga magaspang na sona at makinis na sapin sa ibabaw nito. Tiningnan din ng mga mananaliksik ang mga layer sa ilalim ng lupa sa lalim na 410 kilometro at sa tuktok ng gitnang mantle, ngunit hindi sila nakahanap ng katulad na pagkamagaspang sa mga ibabaw na ito.
"Natuklasan nila na ang 660-kilometrong hangganan ay kasing kumplikado ng layer ng ibabaw," sabi ng seismologist na si Christina Hauser, isang assistant professor sa Tokyo Institute of Technology na hindi kasangkot sa pag-aaral. βAng paggamit ng mga seismic wave na nilikha ng malalakas na lindol upang makahanap ng 3-kilometrong pagkakaiba sa elevation ng isang terrain na 660 kilometro ang lalim sa ilalim ng lupa ay isang hindi maisip na gawain... Ang kanilang mga natuklasan ay nangangahulugan na sa hinaharap, gamit ang mas sopistikadong mga instrumento ng seismic, magagawa natin. upang matukoy ang dati nang hindi alam, banayad na mga senyales, na maghahayag sa atin ng mga bagong katangian ng panloob na mga layer ng ating planeta.β
Ang seismologist na si Jessica Irving, katulong na propesor ng geophysics, ay may hawak na dalawang meteorite mula sa koleksyon ng Princeton University na naglalaman ng bakal at pinaniniwalaang bahagi ng mga planetang earth.
Larawang kinunan ni Denis Appelwhite.
Ano ang ibig sabihin nito?
Ang pagkakaroon ng mga magaspang na ibabaw sa kahabaan ng 660-kilometrong hangganan ay mahalaga para maunawaan kung paano bumubuo at gumagana ang ating planeta. Hinahati ng layer na ito ang mantle, na bumubuo ng humigit-kumulang 84 porsiyento ng dami ng ating planeta, sa itaas at mas mababang mga seksyon. Sa loob ng maraming taon, pinagtatalunan ng mga geologist kung gaano kahalaga ang hangganang ito. Sa partikular, pinag-aralan nila kung paano dinadala ang init sa pamamagitan ng mantle - at kung ang mga pinainit na bato ay gumagalaw mula sa hangganan ng Gutenberg (ang layer na naghihiwalay sa mantle mula sa core sa lalim na 2900 kilometro) hanggang sa tuktok ng mantle, o kung ang paggalaw na ito. ay nagambala sa 660-kilometrong hangganan. Ang ilang geochemical at mineralogical na ebidensya ay nagmumungkahi na ang itaas at ibabang layer ng mantle ay may iba't ibang komposisyon ng kemikal, na sumusuporta sa ideya na ang dalawang layer ay thermally o physically immiscible. Iminumungkahi ng iba pang mga obserbasyon na ang itaas at ibabang mga layer ng mantle ay walang kemikal na pagkakaiba, na nagbunga ng debate tungkol sa tinatawag na "well-mixed mantle," kung saan ang parehong mga layer ng mantle ay lumahok sa isang katabing heat exchange cycle.
"Ang aming pag-aaral ay nagbibigay ng mga bagong pananaw sa debate na ito," sabi ni Wenbo Wu. Ang data na nakuha mula sa pag-aaral na ito ay nagmumungkahi na ang magkabilang panig ay maaaring bahagyang tama. Ang mas makinis na strata ng 660 km na hangganan ay maaaring nabuo dahil sa masinsinang, patayong paghahalo, kung saan ang mas magaspang, bulubunduking mga sona ay maaaring nabuo kung saan ang paghahalo ng itaas at ibabang mantle ay hindi natuloy nang maayos.
Bilang karagdagan, ang "kagaspangan" ng layer sa natagpuang hangganan ay nakita sa malaki, katamtaman at maliliit na kaliskis ng mga siyentipikong pananaliksik, na sa teorya ay maaaring sanhi ng mga thermal anomalya o kemikal na heterogeneity. Ngunit dahil sa paraan ng pagdadala ng init sa mantle, paliwanag ni Wu, ang anumang maliit na thermal anomaly ay mapapawi sa loob ng ilang milyong taon. Kaya, ang heterogeneity ng kemikal lamang ang maaaring ipaliwanag ang pagkamagaspang ng layer na ito.
Ano ang maaaring maging sanhi ng gayong makabuluhang heterogeneity ng kemikal? Halimbawa, ang hitsura ng mga bato sa mga layer ng mantle na kabilang sa crust ng lupa at lumipat doon sa loob ng maraming milyong taon. Matagal nang pinagtatalunan ng mga siyentipiko ang kapalaran ng mga plato sa seafloor na itinutulak sa mantle ng mga subduction zone na nagbabanggaan sa palibot ng Karagatang Pasipiko at iba pang bahagi ng mundo. Iminumungkahi ng Weibo Wu at Jessica Irving na ang mga labi ng mga plate na ito ay maaari na ngayong nasa itaas o ibaba ng 660-kilometrong hangganan.
"Maraming tao ang naniniwala na medyo mahirap pag-aralan ang panloob na istraktura ng planeta at ang mga pagbabago nito sa nakalipas na 4.5 bilyong taon gamit lamang ang data ng seismic wave. "Ngunit ito ay malayo sa totoo!" Sabi ni Irving. "Ang pananaliksik na ito ay nagbigay sa amin ng bagong impormasyon tungkol sa kapalaran ng mga sinaunang tectonic plate na bumaba sa mantle sa loob ng maraming bilyong taon."
Sa wakas, idinagdag ni Irving, "Sa palagay ko ang seismology ay pinaka-interesante kapag tinutulungan tayo nitong maunawaan ang panloob na istraktura ng ating planeta sa espasyo at oras."
Mula sa may-akda ng pagsasalin: Palagi kong nais na subukan ang aking kamay sa pagsasalin ng isang tanyag na artikulo sa agham mula sa Ingles patungo sa Ruso, ngunit hindi ko ito inaasahan kung hanggang saan ito ay kumplikado. Malaking paggalang sa mga regular at mahusay na nagsasalin ng mga artikulo sa HabrΓ©. Upang isalin ang isang teksto nang propesyonal, kailangan mo hindi lamang malaman ang Ingles, ngunit upang maunawaan din ang paksa mismo sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga mapagkukunan ng third-party. Magdagdag ng isang maliit na "gag" upang gawin itong mas natural, ngunit hindi rin lumampas, upang hindi masira ang artikulo. Maraming salamat sa pagbabasa :)
Pinagmulan: www.habr.com