Badając kruszenie minerałów pomiędzy diamentami, naukowcy z Uniwersytetu z Utah sugerują istnienie nieznanej warstwy wewnątrz Ziemi: części głębszej powłoki, gdzie skała staje się 3 razy twardsza. Odkrycie może wyjaśnić zagadkę: dlaczego części obniżających się ziemskich płyt tektonicznych czasami zatrzymują się i zagęszczają 1500 kilometrów (930 mil) pod ziemią.

Struktura Ziemi

 

Odkrycie opublikowane w dzienniku „Nature Geoscience” – może także wyjaśnić pewne głębokie trzęsienia ziemi, sugerując że wnętrze Ziemi jest cieplejsze niż sądzono.

Dodatkowo może także wskazywać dlaczego skład magmy z grzbietów śródoceanicznych różni się od składu magmy z wysp wulkanicznych takich jak np. Hawaje.

„Ziemia ma wiele warstw, tak jak cebula” – powiedział Lowell Miyagi, asystent profesora Geologii i Geofizyki na Uniwersytecie w Utah. „Większość powłok definiowana jest przez skład mineralny. My odkryliśmy inną powłokę, która nie jest określona poprzez minerały w niej występujące, a przez siłę tych minerałów”.

Płyty oceaniczne zderzają się z płytami kontynentalnymi na wybrzeżach Chile, Peru, Meksyku, północno-zachodniej części Pacyfiku, Alaski, Kamczatki, Japonii i Indonezji. W tych miejscach główna krawędź płyty oceanicznej wsuwa się pod płytę kontynentalną powodując trzęsienia ziemi i wulkanizm. Proces subdukcji jest powolny.

Miyagi wraz z kolegą Hauke Marquardt z Uniwersytetu w Bayreuth zidentyfikowali prawdopodobną obecność super lepkiej warstwy w dolnej części powłoki Ziemi, poprzez ściskanie minerału ferro-peryklazu (MgO) w diamentowym kowadle. Minerał został ściśnięty do momentu uzyskania ciśnienia jakie panuje w dolnej powłoce Ziemi, w której dominują ferro-peryklazy MgO i bridgmanite (Mg,Fe) SiO3.

Fig3_Press Release

Badacze zauważyli, że siła ferro-peryklazu zaczyna wzrastać przy ciśnieniu takim jak na głębokości 660 kilometrów (granica powłok Ziemi – 410 mil), a siła rośnie trzykrotnie kiedy ciśnienie jest takie jak na głębokości 1500 kilometrów.

Wtedy zasymulowano jak ferro-peryklazy zachowują si w połączeniu z bridgmanite głęboko w dolnej powłoce Ziemi i wyliczyli, że lepkość czy twardość skał powłoki na głębokości 1500 kilometrów jest 300 razy większa niż na 660 kilometrach głębokości (granicy powłok).

Rezultat był zdumiewający-powiedział Miyagi „Ten wzrost lepkości prawdopodobnie powoduje że wsuwająca się płyta utknie, przynajmniej chwilowo, na głębokości 1500 kilometrów. W zasadzie poprzednie obrazy z sejsmografów wskazują że wiele płyt łączy się około 1500 kilometrów pod ziemią, w tym płyty pod Indonezją i wybrzeżem pacyficznym Ameryki Południowej”.

Miyagi mówi, że może to także wyjaśniać inny skład chemiczny magmy, w zależności od wulkanów.
Zrecyklingowane i roztopione skorupa oraz powłoki ze starych płyt wypływają w końcu podczas erupcji na grzbietach śródoceanicznych. Badając skład chemiczny lawy badacze doszli do wniosku, że magma z tego obszaru pochodzi z ostatnich, płytszych warstw Ziemi gdzie została dobrze wymieszana podczas poprzednich erupcji. Jednak w przypadku wulkanów tworzących wyspy, jak na Hawajach, magma jest starsza, pochodzi z głębszych warstw Ziemi i jest mniej wymieszana.

Miyagi mówi że lepka powłoka z dolnej powłoce może być rodzajem bariery która oddziela 2 różne rodzaje magmy które zaopatrują wulkany. Kolejny wniosek z badań jest taki że „jeżeli zmniejszy się możliwość mieszania skał we wnętrzu Ziemi (z powodu większej lepkości), trudniej jest o wydostanie się ciepła ze środka Ziemi, co może oznaczać że jądro Ziemi jest cieplejsze niż sądzono” – mówi Miyagi.

Badacze sądzą, że na głębokości 660 kilometrów (na granicy górnej i dolnej powłoki) średnia temperatura osiąga poziom 2800 stopni Fahrenheita a ciśnienie jest 235000 razy większe niż na powierzchni Ziemi. Natomiast na poziomie 1500 kilometrów (gdzie jest domniemana nowa powłoka) temperatura osiąga poziom 3900 stopni Fahrenheita a ciśnienie jest 640 000 razy większe niż na powierzchni.

Symulacje zrobione na podstawie badania pokazują ,że tuż pod poziomem najwyższej lepkości 1500 kilometrów, płyty znów topnieją łatwiej i materiał robi się rzadszy dzięki temu że atomy mogą się łatwiej przemieszczać w kryształach ferro-peryklazów.

 

Źródło: sciencedaily.com
T
łumaczenie: Nikt11
Nieznana warstwa, wewnątrz Ziemi, najnowsze badania, Unknown layer of the Earth, a recent study.

Polecane:

Ubiegły rok uznano za bajbardziej gorący od 110 lat
Przyszła lokalizacja polskich elektrowni atomowych
Sandomierz - Burze i potężna ulewa niszczyły miasto [Video]
Chiński okręt wojenny próbował zmusić do zatrzymania amerykański krążownik płynący po wodach międzyn...
Dzięki specjalnej przeciwwstrząsowej konstrukcji dzioba i głowy, dzięcioł unika uszkodzeń mózgu podc...
Afryka - Wirus Ebola zabił już 1552 osoby, 3069 jest zarażonych, w najbliższym czasie wirusem może z...
Samsung zaprezentował bardzo małe dyski SSD o pojemności do 1 TB i transferze 3.2 GB/s
NASA - Kosmiczny Teleskop Hubble'a zarejestrował niezwykle silną zorzę na największej planecie Układ...
Islandia - Seria wstrząsów sejsmicznych w kalderze wulkanu Katla, który jest jednym z najaktywniejsz...