Докато от Космоса Земята може да изглежда като обикновена, въртяща се синя топка, във вътрешността си тя далеч не е гладка и еднородна.
Странни структури, остри граници и напълно неочаквани вариации дълбоко в земните недра разкриват, че нашата планета е далеч по-сложна, отколкото някога сме си представяли. И има поне пет от най-интригуващите геоложки мистерии, дебнещи в Земята, пише изданието Futura. А третата е наистина изумителна.
5 неразгадани мистерии за ядрото на Земята
Едва през 19 век, с развитието на сеизмологията, учените започват да разплитат мистерия с вътрешността на Земята. Слой по слой постепенно се очертава структурата на планетата ни: кора, мантия, външно ядро и вътрешно ядро.
Благодарение на по-прецизните измервания, лабораторните експерименти с високо налягане, компютърните модели и, по-скоро, анализа на данни, задвижван от изкуствен интелект, сега картографираме тези слоеве с все по-големи детайли.
Но колкото по-дълбоко се вглеждаме, толкова по-странна става картината. Всяка стъпка напред разкрива нови „аномалии“ – странности, които не могат да бъдат обяснени и доказват колко сложна е всъщност планетата.
Първа мистерия: Зоните с ултраниска скорост (ULVZ) са мистериозни джобове в основата на мантията. Сред най-странните структури, открити дълбоко в Земята, са зоните с ултраниска скорост или ULVZ. Разположени точно в основата на мантията, точно над границата с външното ядро - приблизително на 2900 км под краката ни - тези зони са места, където сеизмичните вълни внезапно се забавят много повече от очакваното.
Това рязко, драматично забавяне показва нещо наистина необичайно с много ясно дефинирана граница.
И все пак, въпреки все по-сложните карти и модели, произходът им остава голяма неразгадана мистерия. Дали са джобове от свръхгорещ материал? Останки от древна океанска кора? Реликти от първичния магмен океан на Земята? Все още няма консенсус и всяко ново откритие само засилва интригата.
Втора мистерия: Гигантски LLSVP - огромни „капки“ в основата на планетата. ULVZ не са единствените мистерии в дълбините. На същата граница с външното ядро, учените са открили две гигантски структури - толкова огромни, че ULVZ бледнеят в сравнение с тях.
Едната се намира под Африка, другата под Тихия океан. Това са LLSVP - големи провинции с ниска скорост на срязване. Представете си свръхмасивни „петна“, простиращи се на хиляди километри в диаметър и с дебелина над 1000 километра.
Подобно на ULVZ, LLSVP забавят сеизмичните S-вълни (вид сеизмична вълна), но в наистина голям мащаб. Дали са свръхгорещи региони, струпвания на материал с различен химичен състав или нещо средно? Въпросът остава отворен.
Това, което учените знаят със сигурност, е, че тези „петна“ играят жизненоважна роля в дълбоката мантийна конвекция – самото смесване, което подхранва вулканичните горещи точки. Някои изследвания дори предполагат, че мантийните струи (корените на големите вулкани) може да произхождат от краищата на тези мистериозни провинции.
Прочетете също: Това може да се случи отново: Магнитното поле на Земята почти е изчезнало преди 41 000 години
Трета мистерия: Разлом на дълбочина 520 километра е озадачаващ скок между слоевете. Тази мистерия не се ограничава само до най-дълбоките кътчета на планетата. На относително малка дълбочина – около 520 км – скоростта на сеизмичните вълни отново се променя и изследователите не могат да установят точно защо.
Този странен скок на скоростта озадачава сеизмолозите, откакто е забелязан за първи път в края на 80-те години на миналия век. Най-разпространената теория? Това е минералогия. Горната мантия е съставена предимно от богати на оливин скали, но под налягане оливинът се трансформира във вадслеит, а след това в рингвудит.
Тази трансформация – особено от уадслиит към рингвудит, би трябвало да доведе до ясен сигнал в сеизмичните данни на дълбочина от 520 км. Но ето какво е проблемът: на практика сигналът е изненадващо слаб, променлив и понякога дори липсва! Дали това наистина е просто минерална трансформация или е налице нещо друго?
Някои учени предполагат, че това може да е математически артефакт, докато последните изследвания показват, че може да е в действие дълбокият въглероден цикъл. Никой все още не е разрешил този дебат, така че мистерията продължава.
Учени: Гравитационната борба в недрата на Земята променя продължителността на денонощието
Мистерия 4: Тайната на вътрешното ядро - тя е по-сложна, отколкото учените предполагат. Благодарение на сеизмологията е известно, че твърдото вътрешно ядро има радиус от около 1220 км и е съставено предимно от желязо-никелова сплав. Но има един обрат: сеизмичните вълни преминават през вътрешното ядро с различна скорост в зависимост от посоката им – феномен, наречен сеизмична анизотропия. Това обикновено се обяснява с железните кристали и подредбата им в предпочитани ориентации. Но защо?
Теориите са различни: това може да е свързано с растежа на ядрото, деформацията, въртенето на Земята или взаимодействията между вътрешното и външното ядро.
Мистерия 5: Липсващата маса на външното ядро - нещо, което все още няма обяснение. Между вътрешното ядро и мантията се крие още една мистерия: течното външно ядро. То обгражда вътрешното ядро и е от решаващо значение за магнитното поле на Земята.
Но ето най-странната част: външното ядро е по-леко, отколкото би трябвало да бъде, ако беше съставено единствено от желязо и никел при тези колосални налягания и температури. Учените подозират, че други, по-леки елементи – сяра, силиций, кислород, въглерод или водород, трябва да са смесени, но точният им състав и пропорции остават голяма загадка.
Решаването на тази мистерия би могло дори да помогне за дешифрирането на работата на геодинамото (процесът, който генерира магнитното поле на Земята), тъй като точният състав на ядрото влияе върху неговата плътност, конвекция, електрически и термични свойства.
