Podłoże nie jest jednorodnym stosem warstw. Głęboko w grubej warstwie środkowej znajdują się dwa ogromne punkty termochemiczne.
Do dziś naukowcy nadal nie wiedzą, skąd pochodzi każda z tych masywnych struktur ani dlaczego różnią się wysokością, ale nowy zestaw modeli geodynamicznych wylądował na możliwej odpowiedzi na tę ostatnią zagadkę.
Te ukryte zbiorniki znajdują się po przeciwnych stronach świata, a sądząc po głębokiej propagacji fal sejsmicznych, punkt pod kontynentem afrykańskim jest ponad dwukrotnie większy niż pod Oceanem Spokojnym.
Po przeprowadzeniu setek symulacji autorzy nowego badania uważają, że punkt pod kontynentem afrykańskim jest mniej gęsty i mniej stabilny niż jego odpowiednik na Oceanie Spokojnym, dlatego jest o wiele wyższy.
„Nasze obliczenia wykazały, że początkowy rozmiar plam nie wpływa na ich wysokość” wyjaśnić Geolog Qian Yuan z Arizona State University.
„Wysokość punktów jest głównie kontrolowana przez ich gęstość i lepkość otaczającego płaszcza”.
Widok 3D punktu w płaszczu Ziemi pod Afryką. (Mingming Li/Arizona State University)
Jedną z głównych warstw wewnątrz Ziemi jest gorący, lekko lepki bałagan znany jako płaszcz, warstwa skały krzemianowej, która leży między jądrem a skorupą naszej planety. Chociaż płaszcz jest w większości solidny, zachowuje się Smoła w dłuższych skalach czasowych.
Z biegiem czasu pióropusze gorącej skały magmowej stopniowo wznoszą się przez płaszcz i uważa się, że przyczyniają się do aktywności wulkanicznej na powierzchni planety.
Zatem zrozumienie tego, co dzieje się w płaszczu, jest ważnym przedsięwzięciem w geologii.
Punkty Afryki i Oceanu Spokojnego odkryto po raz pierwszy w latach 80. XX wieku. Naukowo mówiąc, te „super-filary” są znane jako Duże okręgi o niskiej prędkości ścinania (LLSVP).
W porównaniu z Pacific LLSVP, obecne badanie wykazało, że afrykański LLSVP rozciąga się o około 1000 kilometrów (621 mil) wyżej, co potwierdza wcześniejsze szacunki.
Ta ogromna różnica wysokości wskazuje, że oba punkty mają różną kompozycję. Nie jest jednak jasne, w jaki sposób wpływa to na otaczający płaszcz.
Być może na przykład mniej stabilny charakter kopców afrykańskich może wyjaśniać, dlaczego w niektórych regionach kontynentu występuje tak intensywna aktywność wulkaniczna. Może również wpływać na ruch płyt tektonicznych, które unoszą się na płaszczu.
Inne modele sejsmiczne wykazały, że afrykański LLSVP rozciąga się do 1500 km powyżej zewnętrznego jądra, podczas gdy Pacific LLSVP osiąga maksymalną wysokość 800 km.
W eksperymentach laboratoryjnych mających na celu odtworzenie wnętrza Ziemi, zarówno Afryka, jak i pagórki Pacyfiku wydają się kołysać w górę iw dół przez płaszcz.
Autorzy niniejszego badania twierdzą, że potwierdza to ich interpretację, że afrykański LLSVP jest prawdopodobnie niestabilny i to samo może dotyczyć Pacific LLSVP, chociaż ich modele tego nie wykazały.
Różne składy programów LLSVP z Pacyfiku i Afryki można również wytłumaczyć ich pochodzeniem. Naukowcy wciąż nie wiedzą, skąd wzięły się te plamy, ale istnieją dwie główne teorie.
Jednym z nich jest to, że stosy są zrobione scalanie płyt tektonicznychktóry wsuwa się w płaszcz, jest mocno nagrzewany i stopniowo opada na dno, co przyczynia się do powstania punktu.
Inna teoria mówi, że punkty Pozostałości po starej kolizji Między Ziemią a protoplanetą Theia, która dała nam nasz księżyc.
Teorie te również nie wykluczają się wzajemnie. Na przykład Thea mogła wnieść więcej do jednego punktu; To może być jeden z powodów, dla których dzisiaj wyglądają tak inaczej.
„Nasze połączenie analizy wyników sejsmicznych i modelowania geodynamicznego zapewnia nowy wgląd w naturę największych struktur Ziemi w głębokim wnętrzu i ich interakcję z otaczającym płaszczem”. Mówi yuan.
„Ta praca ma dalekosiężne implikacje dla naukowców próbujących zrozumieć obecny stan i ewolucję głębokiej struktury płaszcza oraz naturę konwekcji w płaszczu”.
Badanie zostało opublikowane w nauki przyrodnicze.