Нова мільярдна історія надр Землі показує колосальні «краплі», які зливаються та розпадаються, як континенти

Глибоко під землею під нами лежать дві краплі розміром з континенти. Один знаходиться під Африкою, інший під Тихим океаном.

Краплі мають своє коріння на глибині 2,900 кілометрів під поверхнею, майже на півдорозі до центру Землі. Вважається, що вони є місцем народження стовпів гарячої породи, що здіймаються вгору під назвою «глибокі мантійні плюми», які досягають поверхні Землі.

Коли ці шлейфи вперше досягають поверхні, відбуваються гігантські вулканічні виверження — ті, що сприяли вимиранню динозаврів 65.5 мільйонів років тому. Краплі також можуть контролювати виверження породи під назвою кімберліт, яка приносить алмази з глибини 120-150 кілометрів (а в деяких випадках приблизно до 800 кілометрів) на поверхню Землі.

Вчені знали, що ці краплі існували протягом тривалого часу, але питання про те, як вони поводилися протягом історії Землі, залишається відкритим. У новому дослідженні ми змоделювали мільярд років геологічної історії та виявили краплі збираються разом і розпадаються подібно до континентів і суперконтинентів.

Модель еволюції краплі Землі

Краплі знаходяться в мантії, товстому шарі гарячої породи між земною корою та її ядром. Мантія тверда, але повільно тече протягом тривалого часу. Ми знаємо, що краплі там, тому що вони сповільнюють хвилі, викликані землетрусами, що свідчить про те, що вони гарячіші, ніж їх оточення.

Вчені загалом погоджуються, що краплі пов’язані з рухом тектонічних плит на поверхні Землі. Однак те, як ці краплі змінювалися протягом історії Землі, їх спантеличило.

Одна школа думок припускає, що нинішні брили діяли як якір, зафіксований на місці сотні мільйонів років, поки інша порода рухається навколо них. Однак ми знаємо, що тектонічні плити та мантійні шлейфи рухаються з часом, і дослідження показують форма крапель змінюється.

Наше нове дослідження показує, що краплі Землі змінили форму та розташування набагато більше, ніж вважалося раніше. Фактично протягом історії вони збиралися та розпадалися так само, як континенти та суперконтиненти на поверхні Землі.

Ми використовували Австралію Національна обчислювальна інфраструктура запустити розширене комп’ютерне моделювання того, як мантія Землі текла протягом мільярда років.

Ці моделі засновані на реконструкція рухів тектонічних плит. Коли плити штовхаються одна в одну, дно океану штовхається між ними вниз у процесі, відомому як субдукція. Холодна порода з дна океану занурюється все глибше в мантію, і коли вона досягає глибини близько 2,000 кілометрів, вона відсуває гарячі брили вбік.

Ми виявили, що, як і континенти, краплі можуть збиратися, утворюючи «суперблоби», як у поточній конфігурації, і з часом розпадатися.

Ключовим аспектом наших моделей є те, що, незважаючи на те, що краплі змінюють положення та форму з часом, вони все одно відповідають шаблону вулканічних і кімберлітових вивержень, зареєстрованих на поверхні Землі. Цей шаблон раніше був ключовим аргументом для крапель як нерухомих «якорів».

Вражаюче те, що наші моделі показують, що африканська крапля була зібрана лише 60 мільйонів років тому — на відміну від попередніх припущень, ця крапля могла існувати приблизно в своїй теперішній формі майже в десять разів довше.

Залишилися запитання щодо Blobs

Як виникли краплі? З чого саме вони зроблені? Ми досі не знаємо.

Краплі можуть бути щільнішими за навколишню мантію, і як такі вони можуть складатися з матеріалу, відокремленого від решти мантії на початку історії Землі. Це могло б пояснити, чому мінеральний склад Землі відрізняється від очікуваного від моделей, заснованих на складі метеоритів.

З іншого боку, щільність плям можна пояснити накопиченням щільного океанічного матеріалу з плит скелі, зсунутих рухом тектонічних плит.

Незважаючи на це, наша робота показує, що тонучі плити, швидше за все, перенесуть фрагменти континентів до африканської плями, ніж до тихоокеанської. Цікаво, що цей результат узгоджується з нещодавньою роботою, згідно з якою джерело мантійних плюмів, що піднімаються з африканської плями, містить континентальний матеріал, тоді як шлейфи, що піднімаються з тихоокеанської плями, його не містять.

Відстеження крапель, щоб знайти мінерали та алмази

Хоча наша робота стосується фундаментальних питань еволюції нашої планети, вона також має практичне застосування.

Наші моделі забезпечують структуру для точнішого визначення розташування мінералів, пов’язаних з підняттям мантії. Це включає в себе алмази, підняті на поверхню кімберлітами, які, здається, пов’язані з краплями.

Магматичні родовища сульфідів, які є основним світовим запасом нікелю, також пов’язані з мантійними плюмами. Допомагаючи використовувати такі мінерали, як нікель (важливий інгредієнт літій-іонних акумуляторів та інших технологій відновлюваної енергії), наші моделі можуть сприяти переходу до економіки з низьким рівнем викидів.

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Автор зображення: внутрішність Землі 80 мільйонів років тому з гарячими структурами від жовтого до червоного (темніше – дрібніше) і холодними структурами – синім (темніше – глибше). Омер Бодур/Природа

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://singularityhub.com/2022/04/21/volcanoes-diamonds-and-blobs-a-billion-year-history-of-earths-interior-shows-its-more-mobile-than-we- думка/