Βαθιά κάτω από τα πόδια μας, ο μανδύας της Γης βρίσκεται σε συνεχή κίνηση. Τεράστια ρεύματα αργής κυκλοφορίας πετρωμάτων, που κινούνται από τη θερμότητα από το εσωτερικό του πλανήτη, βοηθούν στην κίνηση των τεκτονικών πλακών στην επιφάνεια. Αλλά αυτά τα ίδια ρεύματα τεντώνουν, στρίβουν και αναδιαμορφώνουν επίσης τον ίδιο τον μανδύα με τρόπους που είναι δύσκολο να παρατηρηθούν άμεσα.
Εικόνες της κρυφής δραστηριότητας
Μια νέα μελέτη στο The Seismic Record προσφέρει μια από τις πιο ξεκάθαρες εικόνες μέχρι σήμερα αυτής της κρυφής δραστηριότητας. Δείχνει ότι μεγάλο μέρος της παραμόρφωσης στο βαθύτερο στρώμα του μανδύα συγκεντρώνεται σε περιοχές όπου έχουν συσσωρευτεί βυθισμένες τεκτονικές πλάκες μετά από βύθιση χιλιάδων χιλιομέτρων κάτω από την επιφάνεια.
Οι ερευνητές είχαν υποψιαστεί αυτή τη σύνδεση, αλλά η μελέτη είναι η πρώτη που την εξετάζει σε παγκόσμια κλίμακα. Καλύπτει σχεδόν το 75% του κατώτερου μανδύα ακριβώς πάνω από το όριο πυρήνα-μανδύα, περίπου 2.900 χιλιόμετρα (1.800 μίλια) κάτω από την επιφάνεια της Γης.
Ο Jonathan Wolf του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ και η ομάδα του δημιούργησαν αυτόν τον παγκόσμιο χάρτη χρησιμοποιώντας περισσότερα από 16 εκατομμύρια σεισμογραφήματα που συλλέχθηκαν από 24 κέντρα δεδομένων παγκοσμίως. Τα κύματα διάτμησης που δημιουργούνται από σεισμούς ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες ανάλογα με την κατεύθυνσή τους μέσα σε ένα υλικό. Αυτές οι διακυμάνσεις αντανακλούν την εσωτερική δομή και σύνθεση του υλικού. Οι επιστήμονες ονομάζουν αυτό το φαινόμενο σεισμική ανισοτροπία και βοηθά στον εντοπισμό περιοχών όπου ο μανδύας παραμορφώνεται.
Χαρτογραφώντας αυτά τα μοτίβα παραμόρφωσης, οι ερευνητές μπορούν να κατανοήσουν καλύτερα πώς κυκλοφορεί το υλικό μέσα στον μανδύα.
Κατανόηση της Ροής του Μανδύα
«Γνωρίζουμε ότι η παραμόρφωση στον άνω μανδύα κυριαρχείται από την αντίσταση των πλακών που κινούνται διαμέσου αυτού. Και αυτό προσεγγίζει εξαιρετικά καλά αυτό που γνωρίζουμε από τη σεισμική ανισοτροπία σχετικά με την παραμόρφωση του άνω μανδύα», εξήγησε ο Wolf. «Αλλά δεν έχουμε καμία τέτοια κατανόηση μεγάλης κλίμακας για τη ροή στον κατώτερο μανδύα. Και αυτό είναι πραγματικά αυτό που θέλουμε να επιτύχουμε».
Χρησιμοποιώντας αυτό που ο Wolf περιγράφει ως «τη μεγαλύτερη συλλογή σεισμικών δεδομένων που έχει γίνει ποτέ», η ομάδα εξέτασε σεισμικά κύματα που διέρχονται από τον μανδύα, εισέρχονται στον πυρήνα και στη συνέχεια επιστρέφουν στον μανδύα.
Αυτά τα κύματα επιτρέπουν στους επιστήμονες να χαρτογραφήσουν την ανισοτροπία σε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιομέτρων, προσφέροντας μια πιο σαφή εικόνα για το πού συμβαίνει η παραμόρφωση στο βαθύτερο μανδύα.
Οι ερευνητές ανίχνευσαν ανισοτροπία σε περίπου τα δύο τρίτα των περιοχών που ανέλυσαν. Ενώ το μοτίβο είναι πολύπλοκο, τα περισσότερα από αυτά τα σήματα εμφανίζονται σε περιοχές όπου πιστεύεται ότι υπάρχουν βαθιά βυθισμένες πλάκες.
«Αυτό δεν είναι και τόσο περίεργο κατά μία έννοια, επειδή αυτό προβλέπεται από γεωδυναμικές προσομοιώσεις», είπε ο Wolf. «Αλλά στην κλίμακα που εξετάζουμε, δεν έχει αποδειχθεί πραγματικά χρησιμοποιώντας αυτές τις μεθόδους που χρησιμοποιούμε».
Οι επιστήμονες εξακολουθούν να εργάζονται για να προσδιορίσουν ακριβώς τι προκαλεί την ανισοτροπία μέσα σε αυτές τις πλάκες, σημείωσε ο Wolf.
Τι προκαλεί την ανισοτροπία;
Ορισμένες πλάκες μπορεί να διατηρούν «απολιθωμένη» ανισοτροπία από την εποχή που βρίσκονταν κοντά στην επιφάνεια της Γης. Ωστόσο, μια πιο πιθανή εξήγηση είναι ότι εμφανίζεται έντονη παραμόρφωση καθώς οι πλάκες φτάνουν στο όριο πυρήνα-μανδύα, μαζί με παραμόρφωση στο περιβάλλον υλικό που απωθούν.
Η ακραία πίεση και η θερμότητα σε αυτά τα βάθη μπορούν επίσης να μεταβάλουν τα ορυκτά μέσα στις πλάκες, δημιουργώντας νέες μορφές ανισότροπου «υφάσματος». Ο Wolf τόνισε ότι οι περιοχές χωρίς σαφές ανισότροπο σήμα δεν στερούνται απαραίτητα παραμόρφωσης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το σήμα μπορεί απλώς να είναι πολύ ασθενές για να ανιχνευθεί με τις τρέχουσες μεθόδους.
Το σύνολο δεδομένων που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη μελέτη παραμένει ένας «θησαυρός» για μελλοντικές ανακαλύψεις σχετικά με το βαθύ εσωτερικό της Γης.
«Αν μπορώ να ονειρευτώ, κάποια μέρα θα έχουμε αρκετές πληροφορίες για να πούμε πραγματικά πολλά περισσότερα για τις παγκόσμιες κατευθύνσεις ροής του κατώτερου μανδύα, γνωρίζοντας τη σεισμική ανισοτροπία σε διαφορετικές πλευρικές κλίμακες στον μανδύα, φωτίζοντάς την από πολλές κατευθύνσεις», είπε.
www.worldenergynews.gr
