بسیار زیر پای ما فرآیندهای اساسی برای پویایی زمین در حال بازی هستند. با این حال، این پویایی ارتباط نزدیکی با ماهیت و ترکیب گوشته دارد، همانطور که این مطالعه جدید نشان می‌دهد که به دور از همگنی است.
[در ویدیو] لرزه‌شناسی، گوشی‌پزشکی که به قلب زمین گوش می‌دهد «زمین مات است اما در برابر امواج لرزه‌ای شفاف است»، ژان پل مونتگنر، محقق در IPGP (Institut de physique du Globe de Paris)، در توضیح می‌دهد. شروع این ویدیو به لطف آن، ما در روده های زمین شیرجه می زنیم تا ساختار آن را مشاهده کنیم و منشاء زلزله را درک کنیم.
ساختار گوشته عمیق چیست؟ اگر ممکن است حکایتی به نظر برسد، با این وجود، این سؤال برای درک کل پویایی زمین، و به ویژه همرفتی گوشته که موتور تکتونیک صفحه است، حیاتی است. این منطقه که در عمق بیش از 2800 کیلومتری قرار دارد، همچنین بر آتشفشانی که ما در سطح مشاهده می کنیم تأثیر می گذارد، اما همچنین ارتباط نزدیکی با فرآیند مسئول دینام زمین و میدان مغناطیسی سیاره ما دارد .
لرزه شناسی به لطف مطالعه امواج لرزه ای که از کره زمین عبور می کنند، تصویربرداری از این مناطق داخلی زمین را با دقت فزاینده ای ممکن می سازد. به ویژه، این امکان را فراهم کرد که دو ساختار بزرگ در پایه گوشته پایین برجسته شود. این سازه های عظیم، که یکی از آنها در زیر آفریقا و دیگری در زیر اقیانوس آرام قرار دارد، با مناطق کم سرعت امواج لرزه ای برشی (LLSVP برای استان بزرگ با سرعت کم برشی ) مطابقت دارد. بنابراین، این دو ساختار به عنوان ناهنجاری در مقایسه با بقیه گوشته پایینی قابل شناسایی هستند، که به دلیل فشار بسیار زیاد حاکم بر این عمق، سرعت آنها بسیار بالاتر است. این تغییر سرعت نشان می دهد که دو LLSVP تفاوت های عمده ای با بقیه گوشته دارند. با این حال، ما دقیقاً نمی دانیم که این تفاوت ها شامل چه مواردی است: تفاوت در ترکیب، چگالی، ویسکوزیته ، دما… مشکلی که دانشمندان در درک منشاء و ماهیت این دو ناهنجاری عمده دارند عمدتاً از این واقعیت ناشی می شود که ویژگی های کل گوشته پایینی هنوز بسیار ضعیف است.
دو ناهنجاری سرعت در گوشته پایین وجود دارد: یکی در زیر آفریقا، دیگری در زیر اقیانوس آرام. © کلینتون کنراد، SOEST
با این حال، محققان به مورفولوژی این دو ناهنجاری علاقه نشان داده اند تا پویایی و تکامل آنها را در طول زمان درک کنند. ناهنجاری واقع در زیر آفریقا به‌ویژه تحسین‌برانگیز است: 1300 تا 1800 کیلومتر بالاتر از حد هسته گوشته است، در حالی که ناهنجاری در زیر اقیانوس آرام تنها به ارتفاع 500 تا 800 کیلومتر می‌رسد. بنابراین، ناهنجاری آفریقا حدود دو برابر بیشتر از ناهنجاری اقیانوس آرام است. این عدم تقارن به چیست؟ با این حال، این دو ساختار به‌طور شگفت‌انگیزی با هم مخالفند، یکی در هر طرف کره زمین.
برخی از مطالعات نشان می‌دهند که توزیع این ناهنجاری‌ها توسط فرآیندهای تکتونیکی که در سطح و به‌ویژه توسط مناطق فرورانش انجام می‌شوند، کنترل می‌شود. در واقع، صفحات (صفحات فرو بردن) که به عمق گوشته نفوذ می کنند می توانند ساختار حرارتی را در سطح رابط با هسته مختل کنند و منجر به برش LLSVPs شوند.
در یک مطالعه جدید، دو محقق از دانشگاه آریزونا (ایالات متحده آمریکا) شبیه‌سازی‌های عددی را برای بررسی تکامل این ناهنجاری‌ها با توجه به پارامترهای مختلف انجام دادند. نتایج منتشر شده در Nature Geoscience نشان می‌دهد که ارتفاع ناهنجاری‌ها عمدتاً توسط ویسکوزیته گوشته اطراف و چگالی مواد تشکیل‌دهنده ناهنجاری کنترل می‌شود. فرضیه آنها این است که ناهنجاری آفریقایی دارای ترکیب متفاوت و به ویژه چگالی کمتری نسبت به ناهنجاری در زیر اقیانوس آرام است، بنابراین تفاوت ارتفاع بین دو ساختار را توضیح می دهد.
این تفاوت توسط یک مطالعه اخیر در مورد ترکیب بازالت‌های نقطه داغ که مستقیماً بالای دو LLSVP قرار دارند تأیید می‌شود و نشان می‌دهد که گدازه‌های گوشته زیر آفریقا با موادی با منشأ قاره‌ای (نه خیلی متراکم) غنی شده‌اند. چرخه حیات ابرقاره پانگه آ این آلودگی قاره ای در گدازه بالای ناهنجاری اقیانوس آرام یافت نشد. این تفاوت نشان می دهد که این دو ناهنجاری در طول زمان به طور متفاوتی تکامل یافته اند و مبادلات با گوشته اطراف متفاوت بوده است، ناهنجاری آفریقایی احتمالاً یک جزء قاره ای را ادغام کرده است که از طریق فرورانش به عمق رسیده است.
با فرو رفتن در اعماق گوشته، صفحات فرورانش شده مواد قاره ای عمیقی را به همراه می آورند که گوشته پایینی را "آلوده" می کند. © Christoph Burgstedt، Adobe Stock
گسترش عمودی ناهنجاری آفریقایی آن را "نسبتا" به سطح نزدیک می کند، که می تواند حضور ابر آتشفشان ها را در صفحه آفریقا برای چند صد میلیون سال توضیح دهد.
!
از ثبت نام شما سپاسگزاریم.
خوشحالم که شما را در جمع خوانندگان ما دارم!
نقاط داغی که خیلی سرد هستند و مدل ژئودینامیکی از گوشته زمین قابل بررسی نیست

source