Nowa miliardowa historia wnętrza Ziemi ujawnia kolosalne „krople” łączące się i rozdzielające niczym kontynenty

Głęboko pod ziemią pod nami leżą dwa bąble wielkości kontynentów. Jeden znajduje się pod Afryką, drugi pod Oceanem Spokojnym.

Plamy mają swoje korzenie 2,900 kilometrów pod powierzchnią, prawie w połowie drogi do centrum Ziemi. Uważa się, że są miejscem narodzin wznoszących się kolumn gorącej skały zwanych „głębokie pióropusze płaszcza”, które docierają do powierzchni Ziemi.

Kiedy te pióropusze po raz pierwszy docierają do powierzchni, dochodzi do gigantycznych erupcji wulkanicznych – takich, które przyczyniły się do wyginięcia dinozaurów 65.5 miliona lat temu. Plamy mogą również kontrolować erupcję rodzaju skały zwanej kimberlitem, która sprowadza diamenty z głębokości 120-150 kilometrów (aw niektórych przypadkach nawet do około 800 kilometrów) na powierzchnię Ziemi.

Naukowcy wiedzieli, że plamy istniały od dawna, ale to, jak zachowywały się w historii Ziemi, pozostaje kwestią otwartą. W nowych badaniach modelowaliśmy miliard lat historii geologicznej i odkryliśmy plamy zbierają się razem i rozpadają podobnie jak kontynenty i superkontynenty.

Model ewolucji kuli ziemskiej

Plamy znajdują się w płaszczu, grubej warstwie gorącej skały między skorupą ziemską a jej jądrem. Płaszcz jest solidny, ale powoli płynie w długich skalach czasowych. Wiemy, że plamy tam są, ponieważ spowalniają fale powodowane przez trzęsienia ziemi, co sugeruje, że plamy są gorętsze niż ich otoczenie.

Naukowcy ogólnie zgadzają się, że plamy są powiązane z ruchem płyt tektonicznych na powierzchni Ziemi. Jednak sposób, w jaki plamy zmieniały się w historii Ziemi, był dla nich zagadką.

Jedna ze szkół sugeruje, że obecne plamy działały jak kotwice, zablokowane w miejscu przez setki milionów lat, podczas gdy inne skały poruszały się wokół nich. Wiemy jednak, że płyty tektoniczne i pióropusze płaszcza poruszają się w czasie, co sugerują badania zmienia się kształt bąbelków.

Nasze nowe badania pokazuje, że ziemskie plamy zmieniły kształt i położenie znacznie bardziej niż wcześniej sądzono. W rzeczywistości na przestrzeni dziejów gromadziły się i rozpadały w taki sam sposób, jak kontynenty i superkontynenty na powierzchni Ziemi.

Korzystaliśmy z Australii Krajowa infrastruktura obliczeniowa przeprowadzić zaawansowane symulacje komputerowe tego, jak płaszcz Ziemi płynął przez miliard lat.

Modele te opierają się na rekonstrukcja ruchów płyt tektonicznych. Kiedy płyty wpychają się w siebie, dno oceanu jest wciskane między nie w procesie znanym jako subdukcja. Zimna skała z dna oceanu tonie coraz głębiej w płaszczu, a gdy osiągnie głębokość około 2,000 kilometrów, odpycha gorące plamy na bok.

Odkryliśmy, że podobnie jak kontynenty, plamy mogą się gromadzić – tworząc „superplamy”, jak w obecnej konfiguracji – i rozpadać się z czasem.

Kluczowym aspektem naszych modeli jest to, że chociaż plamy zmieniają położenie i kształt w czasie, nadal pasują do wzoru erupcji wulkanów i kimberlitu zarejestrowanych na powierzchni Ziemi. Ten wzorzec był wcześniej kluczowym argumentem przemawiającym za blobami jako nieruchomymi „kotwicami”.

Co uderzające, nasze modele ujawniają, że afrykańska plama powstała zaledwie 60 milionów lat temu – w przeciwieństwie do wcześniejszych sugestii, że plama mogła istnieć mniej więcej w obecnej formie prawie dziesięć razy dłużej.

Pozostałe pytania dotyczące obiektów blob

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

Plamy mogą być gęstsze niż otaczający je płaszcz i jako takie mogą składać się z materiału oddzielonego od reszty płaszcza na początku historii Ziemi. To może wyjaśniać, dlaczego skład mineralny Ziemi różni się od oczekiwanego na podstawie modeli opartych na składzie meteorytów.

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

Niezależnie od tego, nasza praca pokazuje, że tonące płyty z większym prawdopodobieństwem przetransportują fragmenty kontynentów do plamy afrykańskiej niż do plamy na Pacyfiku. Co ciekawe, wynik ten jest zgodny z ostatnimi pracami sugerującymi, że źródło pióropuszy płaszcza wznoszących się z afrykańskiej plamki zawiera materiał kontynentalny, podczas gdy pióropusze wznoszące się z plamki Pacyfiku nie.

Śledzenie plam w celu znalezienia minerałów i diamentów

Chociaż nasza praca dotyczy fundamentalnych pytań dotyczących ewolucji naszej planety, ma ona również zastosowanie praktyczne.

Nasze modele zapewniają ramy do dokładniejszego określania lokalizacji minerałów związanych z upwellingiem płaszcza. Obejmuje to diamenty wydobyte na powierzchnię przez kimberlity, które wydają się być związane z plamami.

Magmatyczne złoża siarczków, które są głównymi rezerwami niklu na świecie, są również związane z pióropuszami płaszcza. Pomagając w ukierunkowaniu na minerały, takie jak nikiel (niezbędny składnik akumulatorów litowo-jonowych i innych technologii energii odnawialnej), nasze modele mogą przyczynić się do przejścia na gospodarkę niskoemisyjną.

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Image Credit: Wnętrze Ziemi 80 milionów lat temu z gorącymi strukturami w kolorze od żółtego do czerwonego (ciemniejsze jest płytsze) i zimnymi strukturami w kolorze niebieskim (ciemniejsze jest głębsze). Ömer Bodur/Natura

• Coinsmart. Najlepsza w Europie giełda bitcoinów i kryptowalut.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. DARMOWY DOSTĘP.
• CryptoJastrząb. Radar Altcoin. Bezpłatna wersja próbna.
• Źródło: https://singularityhub.com/2022/04/21/volcanoes-diamonds-and-blobs-a-billion-year-history-of-earths-interior-shows-its-more-mobile-than-we- myśl/