Descoperiri în Mantaua Pământului
Mantaua Pământului, situată între crosta subțire a planetei și nucleul său topit, se întinde pe o distanță de 2.900 de kilometri. Aceasta constă în mare parte din rocă solidă, având o consistență asemănătoare caramelului îngroșat. În trecut, oamenii de știință au presupus că acest material este uniform amestecat, însă cercetările recente au dezvăluit existența unor regiuni mari neamestecate în manta, comparabile cu bucățile de ciocolată dintr-o prăjitură. Noile descoperiri încep să aducă la lumină misterele acestor zone, după cum informează CNN.
Supercontinentele Ascunse
Printre aceste bulgări misterioși din manta se regăsesc două supercontinente gigantesci, îngropate adânc, la mii de kilometri sub scoarța terestră. Unul dintre aceste supercontinente se află sub Africa, iar celălalt sub Oceanul Pacific. Folosind tehnici noi de analiză a datelor seismice generate de cutremure, cercetătorii au obținut informații detaliate despre aceste zone extinse, arătând că ele ar putea funcționa ca ancore în mantaua planetei și ar putea fi semnificativ mai vechi decât s-a crezut anterior.
Activitatea Mantalei
Aceste descoperiri se alătură unui corp tot mai mare de dovezi care sugerează că manta stâncoasă nu este atât de omogen agitată de forțele interne ale Pământului, cum s-a crezut anterior. Structurile ascunse sau zonele de material neamestecat, cum ar fi supercontinentele, ar putea influența activitatea mantalei, inclusiv mișcarea plăcilor tectonice, în moduri care nu sunt complet înțelese. Această informație a fost publicată pe 22 ianuarie în revista Nature.
Indicii din Undele Seismice
Pentru prima dată, cercetătorii au observat supercontinentele subterane acum aproximativ 50 de ani. Acestea au fost detectate ca anomalii în datele seismice, rezultate din cutremure suficient de puternice pentru a genera reverberații în întreaga planetă. Atunci când undele seismice întâlnesc structuri neobișnuite în manta, modificările în viteza lor oferă indicii prețioase despre interiorul Pământului.
Structura Supercontinentelelor
Pe parcursul decadelor, studiile seismice au arătat că aceste supercontinente reprezintă aproximativ 20% din limita dintre manta și nucleu. Fiecare dintre aceste insule îngropate acoperă sute de mii de kilometri, iar în unele zone își ridică înălțimea la aproape 965 de kilometri. Cu toate acestea, informațiile despre structura acestora rămân limitate, iar întrebările legate de momentul în care s-au scufundat și rolul lor în curgerea mantalei, cunoscută sub denumirea de convecție, sunt încă în discuție, afirmă Dr. Sujania Talavera-Soza, autor principal al noului studiu și cercetător în geoștiințe la Universitatea Utrecht din Olanda.
Viteza Undelor Seismice
Cercetările anterioare s-au concentrat pe viteza undelor seismice, relevând că acestea încetinesc cu aproximativ 2% atunci când ajung pe supercontinente. Această scădere a vitezei a dus la denumirea acestor regiuni ca provincii mari de viteză de forfecare scăzută, cunoscute și sub acronimul LLSVP. Pierderea vitezei sugerează că zonele respective din manta au o temperatură mai ridicată decât rocile din jur.
Incertitudini în Studiu
Cu toate că Talavera-Soza și colegii săi au obținut noi informații, încă nu există certitudini referitoare la diferențele structurale dintre aceste supercontinente și regiunile înconjurătoare. Oamenii de știință nu sunt siguri dacă supercontinentele sunt implicate activ în procesul de convecție sau dacă ele sunt pur și simplu „grămezi dense care rămân nemișcate”. Conform Dr. Arwen Deuss, coautor al studiului și profesor de structură a interiorului Pământului la Universitatea Utrecht, nu au fost disponibile informații clare în trecut, singurul aspect cunoscut fiind încetinirea undelor seismice.
Metodologia de Studiu
În noul studiu, autorii au adoptat o abordare inedită pentru a analiza LLSVP-urile, căutând să extragă detalii despre compoziția și activitatea acestor regiuni. Aceștia au examinat atenuarea sau intensitatea semnalelor seismice pe parcursul călătoriei lor prin manta, pentru a determina câtă energie a fost pierdută de vibrațiile generate de cutremure.
Vechimea Structurilor din Mantaua Pământului
Alte studii sugerează că supercontinentele nu sunt singulare în manta adâncă, ci există și alte structuri complexe care ar putea influența comportamentul tectonic și activitatea geologică a planetei. În concluzie, cercetările asupra supercontinentelelor din manta sunt abia la început, iar știința continuă să dezvăluie secretele acestor regiuni misterioase.
Descoperiri geologice revoluționare
În jurul structurilor adânci ale Pământului, cunoscute sub denumirea de LLSVP (Large Low Shear Velocity Provinces), se află „cimitire de plăci tectonice scufundate”, a declarat cercetătorul Deuss. Aceste zone sunt caracterizate printr-o temperatură mai scăzută comparativ cu LLSVP-urile, ceea ce permit undelor seismice să se deplaseze mai rapid prin ele. Totuși, modelul de studiu a evidențiat un aspect interesant: viteza undelor seismice scade în momentul în care acestea ajung la LLSVP, fără a pierde multă energie. În contrast, între cimitirele mai reci ce înconjoară LLSVP-urile, s-a observat o amortizare semnificativă a undelor.
Vârsta structurilor tectonice
Cercetătorii sugerează că aceste observații ar putea fi legate de vârstele comparative ale structurilor tectonice. Aceasta se datorează procesului care are loc pe parcursul milioanelor de ani: materialul rochii coboară prin granița dintre mantaua superioară și cea inferioară, iar cristalele minerale se comprima și se reformează în granule mai mici, care, la rândul lor, au tendința de a crește din nou. În acest context, regiunile mai tinere conțin cristale de dimensiuni mai reduse, capabile să absoarbă mai multă energie din undele seismice. Astfel, cantitatea de amortizare ce se observă într-o regiune oferă indicii referitoare la vechimea acesteia.
Antici structurali și impactul lor
„Faptul că LLSVP-urile prezintă o foarte mică amortizare sugerează că sunt compuse din granule semnificativ mai mari în comparație cu regiunile învecinate”, a afirmat Talavera-Soza. Aceasta denotă că supercontinentele ar putea fi mult mai vechi decât cimitirele tectonice din jurul lor, având în vedere că boabele lor minerale au avut mai mult timp pentru a se dezvolta, conform studiului. Dimensiunile mai mari ale cristalelor ar putea contribui și la rigiditatea supercontinentele, separându-le de convecția mantalei și mișcarea materialelor din acest strat, datorită transferului de căldură.
LLSVP-urile și convecția mantalei
„Cercetarea noastră sugerează că LLSVP-urile sunt caracteristici durabile, având o vechime de cel puțin 500 de milioane de ani, poate chiar mai mult,” a subliniat Talavera-Soza. Aceasta implicații importante, deoarece sugerează că aceste structuri funcționează ca ancore la baza graniței dintre miez și mantaua Pământului, având capacitatea de a supraviețui chiar și proceselor de convecție din mantală. Astfel, se ridică întrebarea asupra omogenizării mantalei, care conform descoperirilor recente, nu ar fi atât de bine realizată.
Implicații ale descoperirilor recente
Aceasta cercetare vine în completarea unor recentelor revelații despre alte „lumii scufundate” în interiorul mantalei Pământului, care contestă teoria amestecării acestei straturi. Plăcile tectonice îngropate în cimitirele tectonice tindeau să se acumuleze predominant în aliniere cu zonele de subducție, locuri în care două plăci tectonice interacționează, una alunecând sub cealaltă. Totuși, la începutul acestui an, o echipă de cercetători a identificat plăci tectonice scufundate în locații neobișnuite din interiorul continentelor și sub oceane, zone în care anterior nu fuseseră detectate.
Provocări în cadrul studiilor geologice
„Aceste zone din mantaua Pământului par a fi mult mai răspândite decât se credea anterior,” a declarat Thomas Schouten, cercetător principal la Institutul Geologic al ETH Zurich. Aceste descoperiri au potențialul de a transforma înțelegerea teoretică a tectonicii plăcilor, precum și modul în care mișcarea acestora ar putea fi influențată de structuri ancorate vechi, situate în apropierea miezului Pământului, conform lui Deuss.
Perspective de cercetare viitoare
O analiză mai detaliată a supercontinentelor ar putea oferi chiar și indicații asupra faptului dacă acestea sunt sursa anumitor elemente geochimice, aproape la fel de vechi ca planeta însăși, acestea fiind regăsite în lava emise de unele vulcani specifici. „Aceste LLSVP-uri există de mult timp – dacă au fost prezente timp de un miliard de ani, este posibil să fi existat și timp de patru miliarde de ani. Acestea ar putea reprezenta un rezervor ascuns pentru elementele chimice primordiale,” a concluzionat Deuss. „Se preconizează că din acest studiu vor rezulta o serie prolifică de noi cercetări care ar putea răspunde la întrebări esențiale ce au provocat confuzie în rândul oamenilor de știință de-a lungul timpului,” a adăugat Deuss.
