Dzięki wielkiemu trzęsieniu ziemi w Boliwii odkryto masyw górski znajdujący się 660 kilometrów pod powierzchnią Ziemi. Występuje on w miejscu, w którym przebiega granica pomiędzy górnym a dolnym płaszczem.

Jessica Irving i Wenbo Wu z Princeton University oraz Siado Ni z chińskiego Instytutu Geodezji i Geofizyki, wykorzystali dane z potężnego trzęsienia ziemi, które nawiedziło Boliwię w 1994 roku. Miało ono siłę 8,2 stopnia w skali Richtera i było drugim najpotężniejszym trzęsieniem w głębi Ziemi, jakie kiedykolwiek zanotowano.

Tak wielkie trzęsienia zdarzają się rzadko. Mamy szczęście, że obecnie dysponujemy większa liczbą sejsmometrów niż przed 20 laty. Obecna sejsmologia to, pod względem dostępnego sprzętu i zasobów obliczeniowych, zupełnie różna nauka od tej sprzed 20 lat, mówi Irving. Teraz naukowcy mogli użyć potężnych maszyn obliczeniowych, w tym superkomputera Tiger.

Badanie podziemnych struktur za pomocą fal sejsmicznych jest podobne do procesu widzenia. Wiemy, że niemal wszystkie obiekty są szorstkie i rozpraszają światło. Dlatego je widzimy. Rozproszone fale świetlne niosą informacje o powierzchni obiektów. W naszym badaniu wykorzystaliśmy rozproszone fale sejsmiczne wędrujące wewnątrz ziemi do odtworzenia szorstkości struktur na głębokości 660 kilometrów.

Naukowcy byli zdziwieni tym, co zobaczyli. Na tamtej głębokości mamy do czynienia z wyraźniej widocznymi strukturami niż Góry Skaliste czy Appalachy, mówi Wu. Wykorzystane metody statystyczne nie pozwoliły na określenie wysokości gór, jednak niewykluczone, że są one wyższe niż jakiekolwiek góry na powierzchni.

Oni odkryli, że topografia głębokich warstw Ziemi jest równie złożona co jej powierzchnia. Odnalezienie za pomocą fal wędrujących przez całą Ziemię zmian wysokości rzędu 3 kilometrów na głębokości 660 kilometrów jest czymś inspirującym. To pokazuje, że wraz z rozwojem technologii i rejestrowaniem kolejnych trzęsień Ziemi będziemy w stanie rejestrować coraz mniejsze struktury i poznamy nowe właściwości planety, mówi profesor Christine House z Tokijskiego Instytutu Technologicznego.

Odkrycie gór na granicy dwóch warstw płaszcza jest bardzo ważne dla zrozumienia budowy naszej planety. Przez dekady naukowcy spierali się o to, jak ważna jest ta granica, badali jak przepływa przez nią energia, czy dochodzi do jakiegoś przerwania jej przepływu. Niektóre dowody wskazują, że warstwa górna i dolna płaszcza są różne pod względem chemicznym, co może oznaczać, że się nie mieszają. Inne obserwacje sugerują, że nie ma pomiędzy nimi różnic, to zaś by oznaczało, że obie warstwy biorą udział w wymianie ciepła.

Najnowsze badania wskazują, że oba poglądy mogą być częściowo prawdziwe. Powstanie gór może być spowodowane procesem mieszania się warstw, a ich istnienie świadczy o tym, że nie mieszają się zbyt dobrze. Ponadto takie struktury mogą być, przynajmniej teoretycznie, powodowane anomaliami termalnymi i chemicznymi. Jednak, jak wyjaśnia Wu, jeśli mielibyśmy do czynienia tylko z anomaliami termicznymi, to w ciągu kilku milionów lat doszłoby do ich wyrównania. To zaś sugeruje, że mamy do czynienia z różnicami chemicznymi.

Co zaś mogło spowodować tak duże różnice chemiczne? Niewykluczone, że obecność skał pochodzących ze skorupy. Naukowcy od dawna zastanawiają się, co dzieje się z płytami tektonicznymi zanurzającymi się w strefach subdukcji. Wu i Irving nie wykluczają, że ich pozostałości trafiają do strefy granicznej pomiędzy górnym a dolnym płaszczem ziemskim.

 

 

 

Źródło: Princeton University, KopalniaWiedzy, https://www.princeton.edu/news/2019/02/14/massive-1994-bolivian-earthquake-reveals-mountains-660-kilometers-below-our-feet