Пошаљи документе на е-маил

Плашт испод Земљиних средњеокеанских гребена садржи хетерогене мрље материјала. Нова студија поставља нова ограничења на величине тих мрља.

Ново истраживање геохемичара са Универзитета Броwн пружа нове увиде у скали на којој Земљин омотач варира у хемијском саставу. Налази би могли помоћи научницима да боље разумију процес мијешања конвекције плашта, спорог мијешања које покреће кретање Земљиних тектонских плоча.

“Знамо да је плашт хетероген по саставу, али било је тешко схватити колико велике или мале могу бити те хетерогености,” рекао је Бода Лиу, др геологије на Бровну. “Овдје показујемо да морају постојати хетерогености величине најмање једног километра како би се произвео хемијски потпис који опажамо у стијенама које потичу од материјала плашта.”

Истраживање, које је Лиу коаутор са Јан Лиангом, професором на Бровновом одсјеку за Земљину животну средину и планетарне науке, објављено је у Сциенце Адванцес.

Земљина кора је на покретној траци коју покреће конвективни омотач. На средњеокеанским гребенима, границама на дну океана гдје се тектонске плоче удаљавају једна од друге, нова кора се ствара ерупцијом магме која настаје издизањем материјала плашта из дубине. У зонама субдукције, гдје једна тектонска плоча клизи испод друге, стари материјал коре, истрошен процесима на површини, гура се назад у плашт. Ово рециклирање може створити материјале плашта различитих или „обогаћених“ састава, које геохемичари називају „хетерогености“. Шта се дешава са тим обогаћеним материјалом када се рециклира, није у потпуности схваћено.

„Ово је једно од великих питања у науци о Земљи“, рекао је Лианг. „У којој мери се конвекција плашта мијеша и хомогенизује ове хетерогености? Или како се те хетерогености могу очувати?”

Научници сазнају о саставу плашта проучавајући базалте средњег океанског гребена (МОРБ), стијене настале очвршћавањем магме које је избило на морско дно. Попут отисака прстију, изотопске композиције МОРБ-а могу се користити за праћење извора плашта из којег су изведени.

Друга врста стијена морског дна названа абисални перидотити је преостали плашт након формирања МОРБ-а. То су комади стијена плашта који су некада били најгорњи плашт, а касније подигнути на морско дно. Абисални перидотити имају другачији састав изотопа од МОРБ-а за које се чини да долазе из истог подручја плашта. Како би објаснили ту разлику у саставу изотопа, научници су закључили да МОРБ-ови хватају изотопски сигнал из џепова обогаћеног материјала - остатака потопљене коре сачуване у плашту.

Питање на које је ова нова студија настојала одговорити је колико би ти обогаћени џепови требали бити велики да би њихов изотопски потпис преживио пут на површину. Како се магма диже према површини, она ступа у интеракцију са околним омотачем, који би тежио да пригуши сигнал обогаћеног материјала у талини. За своје истраживање, Лиу и Лианг су моделирали процесе топљења и транспорта магме. Открили су да би џепови обогаћеног материјала на дубини требали бити величине најмање једног километра, да би произвели различите изотопске сигнале између МОРБ-а и перидотита понора.

„Ако је скала дужине хетерогености премала, хемијска размена током протока магме би избрисала хетерогеност“, рекао је Лианг. “Да бисмо произвели разлику у саставу коју видимо, наш модел показује да хетерогеност мора бити километар или више.”

Истраживачи се надају да ће њихова студија додати нову перспективу финој структури плашта произведеног конвекцијом плашта.

“Наш допринос овдје је да дамо неки осјећај колико би неке од ових хетерогености могле бити велике”, рекао је Лианг. „Дакле, питање широј заједници постаје: који би могли бити дубоки процеси који то могу произвести?“

Истраживање је подржано грантом Националне научне фондације (ЕАР-1624516).

https://scitechdaily.com/geochemists-suggest-that-earths-mantle-varies-in-composition/