Dwie gigantyczne kropki chowają się głęboko w ziemi, zdają się zmieniać kształt

Głęboko w Ziemi pod nami są dwa punkty wielkości kontynentów. Jeden znajduje się pod Afryką, a drugi pod Oceanem Spokojnym.

Plamy mają swoje korzenie 2900 kilometrów (1800 mil) pod powierzchnią, mniej więcej w połowie drogi do środka Ziemi. Uważa się, że jest to miejsce narodzin wznoszących się pióropuszy gorącej skały zwanych „głębokimi pióropuszami płaszcza”, które docierają do powierzchni Ziemi.

Kiedy te pióropusze po raz pierwszy dotrą do powierzchni, następują gigantyczne erupcje wulkaniczne – takie, które przyczyniły się do wyginięcia dinozaury 65,5 miliona lat temu. Bąble mogą również kontrolować erupcję skały zwanej kimberlitem, która transportuje diamenty z głębokości 120-150 kilometrów (aw niektórych przypadkach nawet 800 kilometrów) na powierzchnię Ziemi.

Naukowcy wiedzą, że plamy istnieją od dawna, ale jak się zachowywały w historii Ziemi, pozostaje kwestią otwartą. W nowych badaniach modelujemy i odkrywamy miliard lat historii geologicznej Kropki zlepiają się i rozpadają Jest bardzo podobny do kontynentów i kontynentów olbrzymich.

(Omar Budour)

Powyżej: punkty Ziemi na zdjęciach z danych sejsmicznych. Punkt afrykański znajduje się na górze, a punkt na Pacyfiku na dole.

Model ewolucji globu

Plamy znajdują się w płaszczu, grubej warstwie gorącej skały między skorupą a jądrem Ziemi. Płaszcz jest solidny, ale płynie powoli przez długi czas. Wiemy, że plamy są tam, ponieważ spowalniają fale spowodowane trzęsieniami ziemi, co wskazuje, że plamy są znacznie gorętsze niż ich otoczenie.

Naukowcy na ogół zgadzają się, że plamy są związane z ruchem płyt tektonicznych na powierzchni Ziemi. Jednak sposób, w jaki plamy zmieniły się w ciągu historii Ziemi, zbił ich z tropu.

Jedna szkoła uważała, że ​​istniejące plamy służyły jako kotwice, utrzymywane w miejscu przez setki milionów lat, podczas gdy inne skały się poruszały. Wiemy jednak, że płyty tektoniczne i pióropusze płaszcza poruszają się w czasie, jak wskazują badania Zmienia się kształt kropek.

Nasze nowe wyszukiwanie Pokazuje, że punkty na Ziemi zmieniły swój kształt i położenie znacznie bardziej niż wcześniej sądzono. W rzeczywistości na przestrzeni dziejów łączyły się i rozpadały w taki sam sposób, w jaki istnieją kontynenty i superkontynenty na powierzchni Ziemi.

Użyliśmy pliku Australii Krajowa Infrastruktura Komputerowa Przeprowadzać zaawansowane symulacje komputerowe przepływu płaszcza Ziemi przez miliard lat.

Modele te są oparte na Rekonstrukcja ruchów płyt tektonicznych. Kiedy płyty wciskają się w siebie, dno oceanu jest wpychane między nie w procesie zwanym subdukcją.

Zimne skały z dna oceanu zapadają się coraz głębiej w płaszcz, a gdy osiągną głębokość około 2000 km, odpychają gorące punkty na bok.

Powyżej: ostatnie 200 milionów lat wnętrza Ziemi. Gorące struktury mają barwę od żółtego do czerwonego (im ciemniejsze, tym płytsze), a od zimnego brązowego do niebieskiego (im ciemniejsze, tym głębsze).

Odkryliśmy, że podobnie jak kontynenty, plamy mogą się zlewać – tworząc „duże bąbelki” jak w obecnej formacji – i z czasem rozpadać.

Kluczowym aspektem naszych modeli jest to, że chociaż punkty i kształt zmieniały się w czasie, nadal pasują do wzorca erupcji wulkanów i kimberlitu zarejestrowanego na powierzchni Ziemi. Ten wzorzec był wcześniej głównym argumentem, ponieważ punkty są nieruchomymi „punktami podparcia”.

Co uderzające, nasze modele ujawniają afrykański punkt, który został niedawno zmontowany 60 milionów lat temu – w przeciwieństwie do poprzednich sugestii, punkt mógł istnieć w niemal swojej obecnej formie. prawie dziesięć razy.

Pozostałe pytania dotyczące punktów

Jak powstały kropki? Z czego dokładnie są zrobione? Nadal nie wiemy.

Bąble mogą być gęstsze niż otaczający płaszcz, a zatem mogą składać się z materiału oddzielonego od reszty płaszcza. Na początku historii Ziemi. To może wyjaśniać, dlaczego skład mineralny Ziemi różni się od oczekiwanego po modelach opartych na formowaniu się meteorytów.

Alternatywnie, gęstość plamek można wytłumaczyć nagromadzeniem gęstego materiału oceanicznego z płyt skalnych zepchniętych w dół przez ruch płyt tektonicznych.

Niezależnie od tych kontrowersji, nasza praca pokazuje, że tonące płyty z większym prawdopodobieństwem transportują część kontynentów do punktu afrykańskiego niż do punktu na Pacyfiku.

Co ciekawe, wynik ten jest zgodny z niedawną pracą wskazującą, że źródło pióropuszy płaszcza wznoszącego się z punktu afrykańskiego zawiera materiał kontynentalny, podczas gdy pióra unoszące się z punktu na Pacyfiku nie.

Śledź kropki, aby znaleźć minerały i diamenty

Nasza praca dotyczy fundamentalnych pytań dotyczących ewolucji naszej planety, ale ma również praktyczne zastosowania.

Nasze modele zapewniają ramy do dokładniejszego określania lokalizacji minerałów związanych z wypiętrzaniem się wody w płaszczu. Obejmuje to diamenty wyniesione na powierzchnię przez kimberlit, które wydają się być przyczepione do plam.

Złoża siarczku łupkowego, światowa pierwotna rezerwa niklu, są również związane z pióropuszami płaszcza. Pomagając w ukierunkowaniu na metale, takie jak nikiel (kluczowy pierwiastek w akumulatorach litowo-jonowych i innych technologiach energii odnawialnej), nasze modele mogą przyczynić się do przejścia na gospodarkę niskoemisyjną.

Nicolas Flamentstarszy wykładowca, Uniwersytet Wollongong; Andrzej Meredithkontynuuj wyszukiwanie, Uniwersytet w Leeds; Ömer F. BodurPodyplomowe Badawczyni, Uniwersytet WollongongA Simon Williamskontynuuj wyszukiwanie, Uniwersytet Północno-Zachodni, Xi’an.

Ten artykuł został ponownie opublikowany z Rozmowa Na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.