Στο σημείο που ο πυρήνας της Γης συναντά τον μανδύα, υπάρχουν δύο γιγάντιες περιοχές που έχουν προκαλέσει προβληματισμό στους γεωλόγους εδώ και πενήντα χρόνια.
Μια νέα ανακάλυψη προσθέτει ένα ακόμη κομμάτι στο παζλ, αποκαλύπτοντας ότι οι δύο αυτές περιοχές έχουν διαφορετική σύνθεση, αμφισβητώντας τα μοντέλα που υποστήριζαν ότι είχαν ομοιόμορφες προελεύσεις.
Οι LLVPs και η ανακάλυψή τους
Περισσότερα από όσα γνωρίζουμε για την εσωτερική δομή της Γης προέρχονται από σεισμικά κύματα που παράγονται από σεισμούς, καθώς και από τον τρόπο που η ταχύτητά τους μεταβάλλεται στα διάφορα μέρη του πλανήτη, μερικές φορές ανακλώντας τις οριακές γραμμές.
Μια σχετικά πρώιμη ανακάλυψη ήταν ότι ο κατώτερος μανδύας δεν είναι ομοιογενής στην περιοχή που συναντά τον πυρήνα. Αντίθετα, υπάρχουν δύο γιγάντιες περιοχές όπου τα σεισμικά κύματα επιβραδύνονται, γνωστές ως Large Low Velocity Provinces (LLVPs) ή μερικές φορές Large Low Shear Velocity Provinces.
Νέα στοιχεία για τις LLVPs
Για δεκαετίες, γνωρίζαμε λίγα σχετικά με τις LLVPs εκτός από τις τοποθεσίες τους – μία κάτω από την Αφρική, την Ισπανία και μέρη του Ατλαντικού και η άλλη κάτω από τον Ειρηνικό Ωκεανό – και την έκτασή τους.
Ωστόσο, η πρόοδος έχει επιταχυνθεί και οι γεωλόγοι πιστεύουν τώρα ότι αποτελούνται από σχετικά πυκνό ωκεάνιο φλοιό που αποσπάστηκε από την υπόλοιπη πλάκα και αναγκάστηκε να περάσει μέσα από το μανδύα.
Μάθαμε επίσης ότι μπορεί να έχουν ύψος έως 900 χιλιόμετρα, γεγονός που, σε συνδυασμό με το ότι καλύπτουν περισσότερο από το ένα τέταρτο του πυρήνα, σημαίνει ότι είναι σημαντικά χαρακτηριστικά του πλανήτη για να μην τα κατανοούμε. Πιο νωρίς φέτος, κάποιες από τις προηγουμένως μυστηριώδεις παρατηρήσεις αποδόθηκαν σε μεγάλα μεγέθη κόκκων μέσα στις LLVPs, ένδειξη ότι είναι πολύ παλιές.
Διαφορές στη σύνθεση
Όλο αυτό τον καιρό, όμως, θεωρούνταν ότι οι LLVPs είναι παρόμοιες στη σύνθεση και την προέλευση. Σύμφωνα με τους συγγραφείς μιας νέας μελέτης, η αφρικανική LLVP είναι σημαντικά παλαιότερη και αποτελείται από υλικό που έχει αναμιχθεί καλύτερα από την LLVP του Ειρηνικού, η οποία περιέχει πολύ νέο ωκεάνιο φλοιό που έχει αναγκαστεί βαθιά μέσα στη Γη.
Οι γεωλόγοι και οι αστρονόμοι έχουν διαφορετικές έννοιες για λέξεις όπως «νέος» από τους υπόλοιπους και σε αυτή την περίπτωση, εννοούν μια σημαντική συμβολή εντός των τελευταίων 300 εκατομμυρίων ετών.
Η επίδραση της πυκνότητας
Η αφρικανική LLVP εκτείνεται επίσης υψηλότερα από την επιφάνεια του πυρήνα, αντισταθμίζοντας την χαμηλότερη πυκνότητά της, έτσι ώστε το συνολικό αποτέλεσμα να φαίνεται σχετικά παρόμοιο στα όργανα μέτρησης μας. Δεν μπορούμε να πάρουμε δείγματα από καμία από αυτές, επομένως αυτά τα συμπεράσματα βασίζονται σε μοντέλα του τρόπου που η κυκλοφορία καθοδηγείται από την ανατροφοδότηση μέσω του μανδύα.
Η ομάδα πιστεύει ότι το γεγονός ότι οι δύο LLVPs βρίσκονται σχεδόν σε αντίθετες πλευρές της Γης δεν είναι σύμπτωση, αλλά εκπροσωπεί μια φυσική συνέπεια της βαρυτικής κατάθεσης και του τρόπου που ο υποσκαπτόμενος φλοιός ανακατεύεται μέσα από τον μανδύα.
Γεωλογικές συνέπειες και υποθέσεις
«Καθώς οι αριθμητικές προσομοιώσεις δεν είναι τέλειες, έχουμε εκτελέσει πολλαπλά μοντέλα για μια σειρά παραμέτρων. Κάθε φορά, διαπιστώνουμε ότι η LLVP του Ειρηνικού είναι εμπλουτισμένη με υποσκαπτόμενο ωκεάνιο φλοιό, υπονοώντας ότι η πρόσφατη ιστορία υποσκαφής της Γης καθοδηγεί αυτή τη διαφορά», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Δρ. James Panton από το Πανεπιστήμιο του Cardiff.
Η ομάδα πιστεύει ότι οι ζώνες υποσκαφής κατά μήκος του Δαχτυλιδιού της Φωτιάς, που ακολουθούν χονδρικά τα σύνορα του Ειρηνικού Ωκεανού, ανανεώνουν την LLVP του Ειρηνικού με ωκεάνιο φλοιό που αναγκάζεται κάτω από τις υπερκείμενες ηπείρους. Η αφρικανική πλάκα κινείται πολύ πιο αργά, τροφοδοτώντας έτσι λιγότερο φλοιό στην LLVP παρακάτω.
Συμπεράσματα και μελλοντικές έρευνες
«Το γεγονός ότι αυτές οι δύο LLVPs διαφέρουν στη σύνθεση, αλλά όχι στη θερμοκρασία είναι το κλειδί της ιστορίας και εξηγεί γιατί φαίνονται παρόμοια σεισμικά», δήλωσε η συνεργάτιδα συγγραφέας Δρ. Paula Koelemeijer από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. «Είναι επίσης συναρπαστικό να βλέπουμε τους συνδέσμους μεταξύ των κινήσεων των πλακών στην επιφάνεια της Γης και των δομών 3.000 χλμ [1.864 μίλια] βαθιά στον πλανήτη μας».
Οι LLVPs είναι μακριά από εμάς, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν μπορούμε να επηρεαστούμε από αυτές. Ιδιαίτερα, όταν εμποδίζουν τη θερμότητα να διαφύγει από τον πυρήνα στον μανδύα ομοιόμορφα, γεγονός που συμβάλλει στη συνεχή κυκλοφορία μέσα στον εξωτερικό πυρήνα, η οποία οδηγεί στο γεωμαγνητικό πεδίο που βασιζόμαστε. Υπάρχουν επίσης κάποια προκαταρκτικά στοιχεία που υποδεικνύουν ότι συμβάλλουν σε υπερ-ηφαίστεια.
Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό Scientific Reports.