Пошаљи документе на е-маил

Када се догоди земљотрес, оближњи сеизмометри хватају његове вибрације у облику сеизмичких валова. Осим што откривају епицентар земљотреса, сеизмички таласи могу научницима пружити начин за мапирање унутрашњих структура Земље, слично као што ЦТ скенирање приказује тијело.

Мјерећи брзину којом сеизмички валови путују на различитим дубинама, научници могу одредити врсте стијена и других материјала који леже испод Земљине површине. Тачност таквих сеизмичких карата овиси о разумијевању знанственика о томе како различити материјали утјечу на брзине сеизмичких валова.

Сада су истраживачи са МИТ-а и Аустралијског националног универзитета открили да су сеизмички валови у основи слијепи за врло уобичајену супстанцу која се налази у унутрашњости Земље: воду.

Њихова открића, објављена данас у часопису Натуре, противе се опћој претпоставци да сеизмичка снимања могу покупити знакове воде дубоко унутар горњег плашта Земље. У ствари, тим је открио да чак и трагови воде немају утјецаја на брзину којом сеизмички валови путују.

Резултати могу помоћи научницима у поновном тумачењу сеизмичких карата унутрашњости Земље. На примјер, на мјестима као што су гребени средњег мора, магма из дубине Земље избија кроз масивне пукотине у морском дну, ширећи се од гребена и на крају учвршћујући се као нова океанска кора.

Процесом топљења на десетинама километара испод површине уклањају се мале количине воде које се налазе у стијенама на већој дубини. Знанственици су мислили да су сеизмичке слике показале овај "мокро-сухи" пријелаз, што одговара пријелазу с крутих тектонских плоча на деформабилни плашт испод. Међутим, налази тима сугерирају да сеизмичка слика можда открива знакове не воде, већ топљења - малених џепова растопљене стијене.

"Ако видимо врло јаке варијације [у сеизмичким брзинама], вјеројатније је да ће се оне отопити", каже Улрицх Фаул, истраживач из МИТ-овог Одјела за земљу, атмосферу и планетарне науке. „Вода, заснована на тим експериментима, више није главни играч у том смислу. То ће промијенити начин на који тумачимо слике унутрашњости Земље. "

Фаулови коаутори су водећи аутор Кристопер Клине, заједно саЕмануелом Давидом, Андрејем Берyјем и Ианом Јаксоном са Аустралијског националног универзитета.

Сеизмички заокрет

Фаул, Клине и њихови колеге првотно су намјеравали утврдити како вода утјече на брзине сеизмичких валова. Претпоставили су, као и већина истраживача, да сеизмичка слика може "видјети" воду у облику хидроксилних група унутар појединачних минералних зрна у стијенама и као џепове воде молекуларних размјера заробљене између тих зрна. Вода, чак и у малим количинама, слаби камење дубоко у унутрашњости Земље.

"Било је познато да вода у врло малим количинама снажно утјече на својства стијена", каже Фаул. "Одатле се закључило да вода такође значајно утјече на брзине сеизмичких валова."

Како би измјерио у којој мјери вода утјече на брзине сеизмичких валова, тим је произвео различите узорке оливина - минерала који чини већину горњег плашта Земље и одређује његова својства. Заробили су различите количине воде унутар сваког узорка, а затим су узорке стављали један по један у машину дизајнирану да полако увија камен, слично увијању гумене траке. Експерименти су рађени у пећи при високим притисцима и температурама, како би се симулирали услови дубоко у Земљи.

"Уврћемо узорак на једном крају, а на другом мјеримо величину и временско кашњење резултирајућег напрезања", каже Фаул. „Ово симулира ширење сеизмичких валова кроз Земљу. Величина овог соја слична је ширини танке људске длаке - није га лако измерити под притиском од 2000 пута већи од атмосферског и температуром која се приближава температури топљења челика. "

Тим је очекивао да ће пронаћи корелацију између количине воде у датом узорку и брзине којом ће се сеизмички валови ширити кроз тај узорак. Када почетни узорци нису показали очекивано понашање, истраживачи су модифицирали састав и поновно мјерили, али су непрестано добивали исти негативан резултат. На крају је постало неизбјежно да је изворна хипотеза била нетачна.

"Из наших мјерења [увијања], стијене су се понашале као да су сухе, иако бисмо могли јасно анализирати воду тамо", каже Фаул. "Тада смо знали да вода нема разлике."

https://scitechdaily.com/scientists-may-have-to-reinterpret-seismic-maps-of-the-earths-interior/