Βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης, βρίσκονται δύο τεράστιες δομές αινιγματικής προέλευσης. Τώρα, σεισμολόγοι ανακάλυψαν νέα στοιχεία για τη σύνθεσή τους, που θα μπορούσαν να ανατρέψουν όσα γνωρίζουμε για τη γεωλογία του πλανήτη.
Μυστηριώδεις «Ήπειροι» στον μανδύα
Τη δεκαετία του 1980, σεισμικά δεδομένα αποκάλυψαν δύο γιγαντιαίες μάζες υλικού στον μανδύα της Γης, χιλιάδες χιλιόμετρα κάτω από τον Ειρηνικό Ωκεανό και την Αφρική. Τώρα, μια νέα μελέτη από ερευνητές της Ολλανδίας και των ΗΠΑ εξέτασε λεπτομερέστερα αυτές τις ανωμαλίες, προσφέροντας εκπληκτικά ευρήματα.
Οι επιστήμονες όχι μόνο μελέτησαν τις αλλαγές στην ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων – κάτι που είχε γίνει στο παρελθόν – αλλά εξέτασαν και πόση ενέργεια χάνουν αυτά τα κύματα καθώς διέρχονται από τις μάζες.
Το αποτέλεσμα; Τα σεισμικά κύματα χάνουν πολύ λίγη ενέργεια όταν περνούν από τις τεράστιες δομές. Αυτό σημαίνει ότι τα ορυκτά που τις αποτελούν έχουν πολύ μεγαλύτερους κρυσταλλικούς κόκκους από ό,τι πιστεύαμε. Αυτή η ανακάλυψη δείχνει ότι οι δομές είναι αρχαίες και σταθερές, κάτι που αμφισβητεί τη θεωρία ότι ο μανδύας της Γης αναδεύεται συνεχώς, όπως αναφέρουν τα γεωλογικά εγχειρίδια.
Ηχητικά κύματα αποκαλύπτουν το υπόγειο τοπίο της Γης
Επειδή η Γη καλύπτεται από χιλιάδες χιλιόμετρα πετρωμάτων, οι επιστήμονες δεν μπορούν να τη μελετήσουν άμεσα. Αντίθετα, χρησιμοποιούν σεισμικά κύματα, που λειτουργούν όπως τα ηχητικά κύματα μέσα σε ένα μουσικό όργανο.
Ισχυροί σεισμοί προκαλούν δονήσεις που διαπερνούν τον πλανήτη, όπως το χτύπημα μιας καμπάνας. Μελετώντας την ταχύτητα αυτών των κυμάτων, οι επιστήμονες μπορούν να κατανοήσουν τη δομή των υπόγειων στρωμάτων.
Έτσι ανακαλύφθηκαν αρχικά οι μυστηριώδεις γιγαντιαίες δομές, γνωστές και ως Μεγάλες Επαρχίες Χαμηλής Σεισμικής Ταχύτητας (LLSVPs). Τα σεισμικά κύματα επιβραδύνονται σημαντικά σε αυτές τις περιοχές, γεγονός που δείχνει ότι οι δομές είναι πολύ θερμότερες από τον υπόλοιπο μανδύα.
«Αυτά τα δύο μεγάλα νησιά περιβάλλονται από ένα νεκροταφείο τεκτονικών πλακών που έχουν μεταφερθεί εκεί με μια διαδικασία που ονομάζεται -βύθιση-, όπου μια τεκτονική πλάκα βυθίζεται κάτω από μια άλλη πλάκα και βυθίζεται σε όλη τη διαδρομή από την επιφάνεια της Γης σε βάθος σχεδόν 3.000 χιλιομέτρων. [1.864 μίλια]», λέει η ανώτερη συγγραφέας Arwen Deuss, σεισμολόγος στο Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης στην Ολλανδία
Παλιές πλάκες ή αρχαία υλικά από έναν χαμένο πλανήτη;
Μέχρι τώρα, πολλοί επιστήμονες πίστευαν ότι οι LLSVPs προέρχονται από παλιές τεκτονικές πλάκες που βυθίστηκαν στον μανδύα. Όμως, η νέα μελέτη δείχνει κάτι διαφορετικό.
Χρησιμοποιώντας δεδομένα από 104 ισχυρούς σεισμούς, οι ερευνητές δημιούργησαν ένα λεπτομερές 3D μοντέλο του μανδύα. Ανακάλυψαν ότι οι LLSVPs απορροφούν πολύ λιγότερη ενέργεια σε σχέση με τις γύρω τεκτονικές πλάκες, γεγονός που δείχνει ότι αποτελούνται από πολύ μεγαλύτερους κρυσταλλικούς κόκκους.
«Οι βυθιζόμενες τεκτονικές πλάκες έχουν μικρούς κόκκους επειδή ανακρυσταλλώνονται κατά τη βύθισή τους», λέει η Deuss.
«Οι μικροί κόκκοι σημαίνουν περισσότερα όρια μεταξύ τους, όπου τα σεισμικά κύματα χάνουν ενέργεια. Αντίθετα, το γεγονός ότι οι LLSVPs εμφανίζουν ελάχιστη απώλεια ενέργειας σημαίνει ότι αποτελούνται από πολύ μεγαλύτερους κόκκους».
Αυτό αποκλείει την υπόθεση ότι πρόκειται για απλές θερμικές ανωμαλίες ή συσσωρεύσεις παλιών τεκτονικών πλακών. Μια άλλη θεωρία, που τώρα φαίνεται πιο πιθανή, υποστηρίζει ότι αυτές οι δομές είναι απομεινάρια ενός αρχαίου πλανήτη που συγκρούστηκε με τη Γη πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια – της πρόσκρουσης που γέννησε τη Σελήνη.
Ό,τι κι αν είναι, η σταθερότητά τους δείχνει ότι ο μανδύας της Γης δεν αναδεύεται τόσο έντονα όσο πιστεύαμε.
«Οι LLSVPs πρέπει με κάποιο τρόπο να επιβιώνουν από τη μεταφορά θερμότητας στον μανδύα», καταλήγει η σεισμολόγος Sujania Talavera-Soza.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature.