Barcha maktab o'quvchilari Yer sayyorasi uchta (yoki to'rt) katta qatlamga bo'linganligini bilishadi: qobiq, mantiya va yadro. Bu, odatda, to'g'ri, garchi bu umumlashtirish olimlar tomonidan aniqlangan bir nechta qo'shimcha qatlamlarni hisobga olmasa ham, ulardan biri, masalan, mantiya ichidagi o'tish qatlamidir.
15-yil 2019-fevralda chop etilgan tadqiqotda geofizik olim Jessika Irving va Prinston universiteti magistranti Venbo Vu Xitoydagi Geodeziya va geofizika instituti xodimi Sidao Ni bilan hamkorlikda 1994-yilda Boliviyadagi kuchli zilziladan olingan maʼlumotlardan togʻlarni topish uchun foydalandilar. va mantiya ichida chuqur o'tish zonasi yuzasida boshqa topografik xususiyatlar. 660 kilometr er ostida joylashgan bu qatlam yuqori va pastki mantiyani ajratib turadi (bu qatlamning rasmiy nomisiz tadqiqotchilar uni shunchaki “660 kilometrlik chegara” deb atashgan).
Shunchalik chuqur er ostiga "qarash" uchun olimlar kuchli zilzilalar natijasida yuzaga kelgan sayyoradagi eng kuchli to'lqinlardan foydalanganlar. “Sayyorani silkitish uchun kuchli, chuqur zilzila kerak”, dedi Jessika Irving, geofanlar kafedrasi dotsenti.
Katta zilzilalar oddiy zilzilaga qaraganda ancha kuchliroqdir - ularning energiyasi Rixter shkalasi bo'yicha har bir qo'shimcha qadam bilan 30 barobar ortadi. Irving o'zining eng yaxshi ma'lumotlarini magnitudasi 7.0 va undan yuqori bo'lgan zilzilalardan oladi, chunki bunday katta zilzilalar tomonidan yuborilgan seysmik to'lqinlar turli yo'nalishlarda tarqaladi va yadro orqali sayyoramizning narigi tomoniga va orqaga o'tishi mumkin. Ushbu tadqiqot uchun asosiy ma'lumotlar Boliviyani 8.3 yilda larzaga keltirgan 1994 magnitudali zilziladan (geologlar tomonidan qayd etilgan ikkinchi eng chuqur zilzila) qayd etilgan seysmik to'lqinlardan olingan.
“Bunday magnitudali zilzilalar tez-tez sodir bo'lmaydi. Biz juda baxtiyormizki, hozir dunyo bo‘ylab 20 yil avvalgidan ko‘ra ko‘proq seysmometrlar o‘rnatilgan. So'nggi 20 yil ichida seysmologiya ham yangi asboblar va kompyuter quvvati tufayli juda o'zgardi.
Seysmologlar va ma'lumotlar bo'yicha olimlar Prinstondagi Tiger klaster superkompyuteri kabi superkompyuterlardan seysmik to'lqinlarning er ostidagi tarqalishining murakkab xatti-harakatlarini taqlid qilish uchun foydalanadilar.
Texnologiyalar to'lqinlarning asosiy xususiyatlariga asoslanadi: ularning aks etishi va sinishi qobiliyati. Yorug'lik to'lqinlari prizmadan o'tganda ko'zgudan sakrab tushishi (aks etishi) yoki egilishi (sinishi) mumkin bo'lgani kabi, seysmik to'lqinlar ham bir jinsli jinslar orqali o'tadi, lekin ular yo'lida qo'pol sirtlarga duch kelganda aks etadi yoki sinadi.
"Biz deyarli barcha ob'ektlar notekis sirtga ega ekanligini bilamiz va shuning uchun yorug'likni tarqatishi mumkin", dedi tadqiqotning etakchi muallifi, yaqinda geonomiya bo'yicha doktorlik darajasini qo'lga kiritgan va hozirda Kaliforniya Texnologiya Institutida doktorlik dissertatsiyasini davom ettirayotgan Venbo Vu. "Shu haqiqat tufayli biz ushbu ob'ektlarni "ko'rishimiz" mumkin - tarqaladigan to'lqinlar o'z yo'lida duch keladigan sirtlarning pürüzlülüğü haqida ma'lumot olib boradi. Ushbu tadqiqotda biz topilgan 660 kilometrlik chegaraning "qo'polligini" aniqlash uchun Yerning chuqur ichida tarqaladigan seysmik to'lqinlarni ko'rib chiqdik.
Tadqiqotchilar bu chegara qanchalik "qo'pol" ekanligidan hayratda qolishdi - hatto biz yashayotgan sirt qatlamidan ham ko'proq. "Boshqacha qilib aytganda, bu er osti qatlami Rokki tog'lari yoki Appalachi tog' tizimiga qaraganda murakkabroq topografiyaga ega", dedi Vu. Ularning statistik modeli bu er osti tog'larining aniq balandliklarini aniqlay olmadi, ammo ular Yer yuzasidagi hamma narsadan ancha balandroq bo'lish ehtimoli katta. Olimlar shuningdek, 660 kilometrlik chegara ham notekis taqsimlanganini payqashdi. Quruqlik qatlamining ba'zi qismlarida silliq okean yuzalari, ba'zilarida esa massiv tog'lar bo'lgani kabi, 660 km chegarada ham uning yuzasida qo'pol zonalar va silliq qatlamlar mavjud. Tadqiqotchilar, shuningdek, 410 kilometr chuqurlikdagi va o'rta mantiya tepasidagi er osti qatlamlarini ham ko'rib chiqdilar, ammo bu sirtlarda o'xshash pürüzlülük topa olmadilar.
“Ular 660 kilometrlik chegara sirt qatlami kabi murakkab ekanligini aniqladilar”, dedi tadqiqotda ishtirok etmagan Tokio texnologiya instituti dotsenti, seysmolog Kristina Xauzer. “Kuchli zilzilalar natijasida hosil boʻlgan seysmik toʻlqinlardan foydalanib, yer ostida 3 kilometr chuqurlikdagi relef balandligidagi 660 kilometrlik farqni topish aql bovar qilmaydigan yutuq... Ularning kashfiyotlari shuni anglatadiki, kelajakda yanada murakkab seysmik asboblardan foydalangan holda biz ilgari noma'lum bo'lgan nozik signallarni aniqlay oladi, bu bizga sayyoramizning ichki qatlamlarining yangi xususiyatlarini ochib beradi.
Seysmolog Jessika Irving, geofizika professori dotsenti Prinston universiteti kolleksiyasidan ikkita meteoritni saqlaydi, ular tarkibida temir mavjud va ular Yer sayyorasining bir qismi hisoblanadi.
Denis Appelwhite tomonidan olingan surat.
Bu nimani anglatadi?
660 kilometrlik chegara bo'ylab qo'pol sirtlarning mavjudligi sayyoramiz qanday shakllanishi va ishlashini tushunish uchun muhimdir. Bu qatlam sayyoramiz hajmining qariyb 84 foizini tashkil etuvchi mantiyani yuqori va pastki qismlarga ajratadi. Ko'p yillar davomida geologlar bu chegara qanchalik muhimligini muhokama qilishdi. Xususan, ular issiqlikning mantiya orqali qanday o‘tkazilishini va qizdirilgan tog‘ jinslarining Gutenberg chegarasidan (2900 kilometr chuqurlikdagi mantiyani yadrodan ajratib turuvchi qatlam) mantiya tepasiga qarab harakatlanishini yoki bu harakatni o‘rganishdi. 660 kilometrlik chegarada uzilib qolgan. Ba'zi geokimyoviy va mineralogik dalillar mantiyaning yuqori va pastki qatlamlari turli xil kimyoviy tarkibga ega ekanligini ko'rsatadi, bu ikki qatlam termal yoki fizik jihatdan bir-biriga aralashmaydi degan fikrni qo'llab-quvvatlaydi. Boshqa kuzatishlar shuni ko'rsatadiki, mantiyaning yuqori va pastki qatlamlarida kimyoviy farq yo'q, bu "yaxshi aralashgan mantiya" haqida bahs-munozaralarni keltirib chiqaradi, bu erda mantiyaning ikkala qatlami ham qo'shni issiqlik almashinuvi tsiklida ishtirok etadi.
"Bizning tadqiqotimiz ushbu bahs haqida yangi tushunchalar beradi", dedi Venbo Vu. Ushbu tadqiqotdan olingan ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, ikkala tomon ham qisman to'g'ri bo'lishi mumkin. 660 km uzunlikdagi chegaraning silliqroq qatlamlari toʻliq vertikal aralashish natijasida hosil boʻlgan boʻlishi mumkin, bu yerda yuqori va quyi mantiyaning aralashuvi bir tekis davom etmagan qoʻpol, togʻli zonalar paydo boʻlishi mumkin.
Bundan tashqari, topilgan chegaradagi qatlamning "qo'polligi" tadqiqotchi olimlar tomonidan katta, o'rta va kichik miqyosda aniqlangan, bu nazariy jihatdan termal anomaliyalar yoki kimyoviy heterojenlik tufayli yuzaga kelishi mumkin. Ammo mantiyada issiqlikni tashish usuli tufayli, Vu tushuntiradi, har qanday kichik hajmdagi termal anomaliya bir necha million yil ichida tekislanadi. Shunday qilib, faqat kimyoviy heterojenlik bu qatlamning pürüzlülüğünü tushuntirishi mumkin.
Bunday muhim kimyoviy heterojenlikka nima sabab bo'lishi mumkin? Masalan, mantiya qatlamlarida er qobig'iga tegishli bo'lgan va ko'p million yillar davomida u erda ko'chib kelgan jinslarning paydo bo'lishi. Olimlar Tinch okeani va dunyoning boshqa qismlari atrofida to'qnashadigan subduktsiya zonalari tomonidan mantiyaga surilgan dengiz tubidagi plitalar taqdiri haqida uzoq vaqtdan beri bahslashmoqda. Weibo Vu va Jessica Irving bu plitalarning qoldiqlari endi 660 kilometrlik chegaradan yuqorida yoki pastda bo'lishi mumkinligini taxmin qilmoqda.
“Ko‘pchilik sayyoraning ichki tuzilishini va uning so‘nggi 4.5 milliard yildagi o‘zgarishlarini faqat seysmik to‘lqinlar ma’lumotlaridan foydalangan holda o‘rganish juda qiyin, deb hisoblaydi. “Ammo bu haqiqatdan yiroq!” dedi Irving.“Ushbu tadqiqot bizga milliardlab yillar davomida mantiyaga tushgan qadimiy tektonik plitalarning taqdiri haqida yangi ma’lumot berdi”.
Nihoyat, Irving qo'shimcha qildi: "Menimcha, seysmologiya bizning sayyoramizning fazo va vaqtdagi ichki tuzilishini tushunishga yordam berganda eng qiziqarli hisoblanadi."
Tarjima muallifidan: Men har doim ilmiy ommabop maqolani ingliz tilidan rus tiliga tarjima qilishda o‘z kuchimni sinab ko‘rmoqchi bo‘lganman, lekin buni kutmagandim. qadar bu qiyin. Habré haqidagi maqolalarni muntazam va samarali tarjima qiladiganlarga katta hurmat. Matnni professional tarzda tarjima qilish uchun siz nafaqat ingliz tilini bilishingiz, balki uchinchi tomon manbalarini o'rganish orqali mavzuning o'zini ham tushunishingiz kerak. Maqolani buzmaslik uchun uni tabiiyroq qilish uchun ozgina "gag" qo'shing, lekin uni haddan tashqari oshirmang. O'qiganingiz uchun katta rahmat :)
Manba: www.habr.com