Rejtélyes, mindeddig ismeretlen dolgot fedeztek fel a Csendes-óceán mélyén

A Csendes-óceán kérge alatt rejtélyes struktúrákat fedeztek fel

Fotó: Pacific Wallpaper

A geológusok a földrengéshullámok segítségével a földköpeny alsó részének összetételét tanulmányozták a Csendes-óceán alatt, és valami egészen különöset fedeztek fel. Olyan zónákra bukkantak, ahol a szeizmikus hullámok különböző módon mozognak, ami hidegebb vagy más összetételű szerkezetekre utal a környező olvadt kőzeteknél. A kutatócsoport nagy rejtélyként írja le e frissen felfedezett struktúrák jelenlétét a Scientific Reports tudományos folyóiratban megjelent publikációjában.

Nem lenne szabadna ott lenniük, mint ahol vannak

 

Egyelőre még nem világos, hogy vajon mik ezek a szokatlan szerkezetek. Ha bárhol máshol lennének, akkor olyan tektonikus lemezek részei lehetnének, amelyek egy szubdukciós zónában süllyedtek el. De a Csendes-óceán önmagában is egy nagy lemez, ezért nem lenne szabad szubdukciós anyagnak lennie alatta. 

A Csendes-óceán keleti partvidéke. A pacifikus medence a maga több mint 166 millió négyzetkilométeres kiterjedésével negyedével nagyobb, mint az összes kontinens együttes területe
Fotó: Elter Tamás

A földkéreg, vagyis a litoszféra és a köpeny felső szilárd része a tektonikai mozgások miatt töredezett, hét nagy és számos kisebb, folyamatos mozgásban lévő lemezből áll. 

Szubdukciónak nevezzük azt a földtani folyamatot , amikor a vékony és sűrű óceáni kőzetlemez a vastagabb de kevésbé sűrű kontinentális lemezzel ütközve a kontinentális lemez alá bukik. Az óceáni kéreg vízben gazdag üledékeket hurcol magával a mélybe, ahol az emelkedő hőmérséklet hatására a gőzzé váló víz feszítőnyomására a kéreg repedésein vulkáni magma tör a felszínre, heves, robbanásos, úgynevezett eruptív kitöréseket okozva.

A Fülöp-szigeteki Pinatubo kitörése 1991-ben.  A Fülöp-szigetek is része a pacifikus tűzgyűrűnek, a Csendes-óceán nyugati árokrendszere mögötti vulkáni szigetív-területnek
Fotó:  U.S. Geological Survey

 Az óceáni kéreg alábukási zónájában, a mélytengeri árkok mögött alakulnak ki a vulkáni szigetívek; a szubdukciós zónát az erős szeizmikus és vulkáni aktivitás jellemzi.

 

Szinte semmit sem tudunk még az óceáni kéreg alatti struktúrákról

 

A kutatók abban is bizonytalanok, hogy ezeknek a furcsa mélyszerkezeteknek mi az anyagi összetétele, és hogy ez mit jelent a bolygó belső szerkezetére nézve. "Ez a mi nagy dilemmánk. Az új, nagy felbontású modellnél mindenhol láthatunk ilyen anomáliákat a Föld köpenyében. De nem tudjuk pontosan, hogy mik ezek, és milyen folyamat hozza létre a feltárt mintákat" – nyilatkozta Thomas Schouten, az ETH Zürichi Földtani Intézet doktorandusza és a tanulmány vezető szerzője az Ilf Science tudományos hírportálnak.

A számítógépes modellezéssel készült ábra megmutatja, hogy hol fekszenek a Csendes-óceán kérge alatt a földköpenyben rejtőző furcsa struktúrák
Fotó: Sebastian Noe / ETH Zurich/Ilf Science

 A sok hideg régió jelenléte a köpenyben arra utal, hogy ezek különböző időpontokban és különböző folyamatok hatására alakultak ki. Ami egyelőre bizonyosnak tűnik, hogy ezek a struktúrák nem csak a földtörténet elmúlt 200 millió évének a szubdukciós lemezei.

 

Sokkal összetettebb lehet a Föld struktúrája, mint eddig gondoltuk
 

"Úgy gondoljuk, hogy az alsó köpeny anomáliái többféle eredetűek" – magyarázza Thomas Schouten. "Ez lehet ősi, szilícium-dioxidban gazdag anyag, amely a köpeny körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtti kialakulása óta létezik, és a köpeny konvektív mozgásai (hőáramlatai) ellenére fennmaradt, vagy olyan zónák, ahol ezek következtében vasban gazdag kőzetek halmozódnak fel a köpeny több milliárd éve tartó mozgása során"- mondja a tanulmány vezető szerzője.

A Föld belső szerkezete
Fotó: Wikimedia Commos

A földköpeny a Föld mintegy 2 900 km vastagságú szilárd, de igen forró burka, amely a vasban gazdag földmagot burkolja. A köpeny felső része és földkéreg között átlagosan 30-40 kilométeres mélységben húzódó határvonal a Mohorovičić -felület, a földmagtól pedig a 2 900 km-es mélységben húzódó Gutenberg- Weichert -felület határolja el a forró földköpenyt.

A rejtélyes struktúrák valódi jellegének feltárása még igen sok és összetett feladatot igényel. 

A tudóscsoport eddig csak a szeizmikus hullámok egyetlen tulajdonságát, a sebességet használta fel annak felderítésére, hogy mi zajlik odalent, mélyen a földfelszín alatt. Ez azonban még nem elegendő a most felfedezett anomáliákat megmagyarázó modell minden részletének kidolgozásához, hiszen nem vagyunk képesek „kinyitni” a Földet, hogy lelássunk a mélyébe.

Még nem világos, hogy mik lehetnek a Csendes-óceán alatt rejtőző hatalmas struktúrák (a kép illusztráció)
Fotó: New Scientist

"Ki kell számolnunk azokat a különböző anyagparamétereket, amelyek a különféle hullámtípusok megfigyelt sebességét generálhatják. Lényegében alaposabban alá kell merülnünk a hullámsebesség mögött meghúzódó anyagtulajdonságokba" - magyarázza Schouten. A felfedezés arra világít rá, hogy a Föld szerkezete sokkal összetettebb és bonyolultabb struktúra lehet, mint azt eddig feltételezték. A tanulmány a Scientific Reports tudományos szakfolyóiratban jelent meg.

Amit eddig tudunk:

• a környezetüktől eltérő ismeretlen struktúrák a pacifikus lemez alatt fekszenek,
• jóval hűvösebbek környezetüknél, a földköpeny forró kőzetanyagánál,
• eltérő korúak, lehetnek köztük 200 millió évnél idősebb szerkezetek is.