A Föld középső rétegének mély része mozgásban van.
Az új kutatások azt mutatják, hogy a földkéreg alatt 410 mérföld és 621 mérföld (660 és 1000 kilométer) között elhelyezkedő alsó köpeny dinamikusabb, mint azt korábban hitték. Ez a mély réteg erősen folyik és deformálódik a szubdukciós zónákban, ahol az óceáni kéreg lapjai elsüllyednek a Föld rétegein, mint elsüllyedő hajók.
"Hagyományosan azt gondolják, hogy a kőzet áramlása a Föld alsó köpenyében lassú, amíg el nem éri a bolygó magját, a legdinamikusabb fellépés pedig a felső köpenyben történik, amely csak 660 km (410 mérföld) mélyre megy" - mondta a tanulmányvezető Ana Ferreira, a University University London és a Lisszaboni Egyetem szeizmológusa nyilatkozta. "Megmutattuk, hogy ez nem igaz a Csendes-óceán déli partvidéke és Dél-Amerika mélyén fekvő nagy régiókban."
A rétegek megértése
A Föld köpenye forró kőből készül, szilárd, de könnyen hajlítható és hajlított. A felső köpeny és az alsó köpeny közötti átmenet a felület alatt 410 mérföldre (660 km) fekszik. Ez a két réteg különálló; például a felső köpeny elsősorban magmás kőzet peridotitból készül, míg az alsó köpenyben gazdag bridgmanit és magnézium-vas-oxid-ferroperikáz ásványok találhatók. A két réteg hőmérsékleten és nyomáson is különbözik.
Ferreira és kollégái megvizsgálták az alsó köpeny legfelső részét a Föld belső számítógépes modelljével, amely a bolygó 43 millió valódi szeizmikus mérésével készült. Pontosabban, a geofizikusok a földön zajló földrengések természetes visszhangjait használják a bolygó belsejének ábrázolására. Annak megfigyelésével, hogy a hullámok hogyan változtatják meg a sebességet és az irányt, a kutatók információkat gyűjthetnek a köpenyben található különféle kő- és ásványi összetételekről, utalva a szerkezetére és tulajdonságaira.
A tanulmányban a kutatók arra összpontosítottak, hogy mi történik a szubdukciós zónákban, azokon a területeken, ahol az óceáni kéreg a kontinentális kéreg alatt merül fel, mint szállítószalag, és a sziklákat és ásványokat mélyen a köpenybe újrahasznosítja. Ezek a táblák a mag felé merülnek, átmenve a felső és az alsó köpeny határát.
Dinamikus köpeny
Az eredmények azt mutatták, hogy a szubdukciós zónákban az alsó köpeny meglepően dinamikus, főleg az ősi kéreg lapjainak szélein, amelyek a rétegein áthaladnak. A kutatók úgy találták, hogy ennek oka a „diszlokációs kúszó”, azaz a kristályok és a kristályos anyag deformációja, amelyet a kristályokon belüli hibák mozgása okoz. Ezt a kúszást az okozza, hogy a kéreglap kölcsönhatásba lép a köpeny kőzetével, és ösztönzi a köpenyt deformálódni és (nagyon lassan) folyni.
A kutatók bizonyítékokat találtak erre a kúszásra a Csendes-óceán nyugati része és Dél-Amerika alatt, így még nem egyértelmű, hogy elterjedt ez. Ha a tevékenység globális, azt sugallhatja, hogy a Föld gyorsabban lehűl, mint korábban becsülték - mondta Manuele Faccenda, a Padova Egyetem tanulmányának társszerzője nyilatkozatában.
Noha a köpeny áramlása valószínűleg távol esik attól, ami a kéregben zajlik, ez nagyjából meghatározza a bolygó környezetét - mondta Ferreira. Például a Vénusz körüli pályán hasonló méretű és elhelyezkedéssel rendelkezik, mint a Föld, de a köpeny valószínűleg nagyon eltérően áramlik.
"Az, hogy a köpeny áramlik a Földön, befolyásolhatja, hogy miért van élet a bolygónkon, de más bolygókon, például a Vénuszon nem," mondta.
Az eredmények ma (március 25-én) jelennek meg a Nature Geoscience folyóiratban.
