بیایید سفری به اعماق زمین داشته باشیم، از میان پوسته و گوشته تقریباً تا هسته. ما از امواج لرزه ای برای نشان دادن راه استفاده خواهیم کرد، زیرا آنها پس از زلزله در سیاره منعکس می شوند و ساختار داخلی آن را مانند امواج رادار آشکار می کنند.
مناطقی در نزدیکی هسته وجود دارد که در آن امواج لرزه ای سرعت خزش را کاهش می دهند. یک مطالعه جدید از دانشگاه یوتا نشان می دهد که این مناطق مرموز و توصیفی با سرعت فوق العاده کم به طور شگفت انگیزی لایه لایه هستند. مدل‌سازی نشان می‌دهد که برخی از این نواحی ممکن است بقایای فرآیندهایی باشند که زمین اولیه را شکل داده‌اند - بقایای اختلاط ناقص مانند تکه‌های آرد در ته یک کاسه خمیر.
مایکل سی. تورن، دانشیار زمین شناسی و ژئوفیزیک می گوید: «از میان تمام ویژگی هایی که در گوشته عمیق می دانیم، مناطق بسیار کم سرعت احتمالاً شدیدترین هستند. در واقع، اینها برخی از شدیدترین ویژگی‌هایی هستند که در هر کجای این سیاره یافت می‌شوند.»
این مطالعه در منتشر شد علم طبیعت و توسط بنیاد ملی علوم تامین می شود.
در مانتو
بیایید به چگونگی ساختار درونی زمین نگاه کنیم. ما روی پوسته، لایه نازکی از سنگ سخت زندگی می کنیم. بین پوسته و هسته آهن نیکل در مرکز سیاره گوشته قرار دارد. این اقیانوسی از گدازه نیست - در عوض بیشتر شبیه سنگ سخت است، اما گرم و قادر به حرکت است که تکتونیک صفحات سطحی را به حرکت در می آورد.
چگونه می توانیم تصوری از آنچه در گوشته و هسته می گذرد داشته باشیم؟ امواج لرزه ای. هنگامی که آنها پس از زلزله در سراسر زمین می تپند، دانشمندان سطح می توانند چگونگی و زمان رسیدن امواج به ایستگاه های نظارت در سراسر جهان را اندازه گیری کنند. از این اندازه‌گیری‌ها، آنها می‌توانند نحوه بازتاب و انحراف امواج توسط ساختارهای روی زمین، از جمله لایه‌هایی با چگالی‌های متفاوت را محاسبه کنند. اینگونه است که می دانیم مرزهای بین پوسته، گوشته و هسته کجاست - و تا حدی چگونه می دانیم که از چه چیزی ساخته شده اند.
مناطق بسیار کم سرعت در قسمت پایین گوشته، روی هسته بیرونی فلز مایع قرار دارند. در این مناطق سرعت امواج لرزه ای به نصف کاهش می یابد و تراکم آن به یک سوم افزایش می یابد.
دانشمندان در ابتدا تصور می کردند که این مناطق مناطقی هستند که گوشته تا حدی ذوب شده است و می تواند منبع ماگما برای مناطق به اصطلاح کانون آتشفشانی مانند ایسلند باشد.
تورن گفت: «اما بیشتر مواردی که ما آن را مناطق بسیار کم سرعت می‌نامیم، به نظر نمی‌رسد زیر آتشفشان‌های داغ باشند، بنابراین این نمی‌تواند کل داستان باشد.»
بنابراین تورن، سوریا پاچای، دانشجوی فوق دکترا، و همکارانش در دانشگاه ملی استرالیا، دانشگاه ایالتی آریزونا و دانشگاه کلگری به بررسی یک فرضیه جایگزین پرداختند: مناطق بسیار کم سرعت ممکن است مناطقی از سنگ های متفاوت نسبت به سایرین باشند. گوشته - و اینکه ترکیب آنها را می توان به زمین اولیه بازگرداند.
تورن می‌گوید، شاید مناطق با سرعت بسیار پایین می‌توانند مجموعه‌ای از اکسید آهن باشند که روی سطح آن را زنگ زدگی می‌بینیم، اما می‌تواند مانند فلز در گوشته عمیق رفتار کند. در این صورت، محفظه های اکسید آهن درست در خارج از هسته می توانند بر میدان مغناطیسی زمین که درست در زیر آن ایجاد می شود، تأثیر بگذارند.
Pachhai می گوید: «خواص فیزیکی مناطق بسیار کم سرعت به منشأ آنها مرتبط است، که به نوبه خود اطلاعات مهمی در مورد وضعیت حرارتی و شیمیایی، تکامل و دینامیک پایین ترین گوشته زمین - بخشی ضروری از همرفت گوشته - ارائه می دهد. "که تکتونیک صفحات را به حرکت در می آورد."
مهندسی پشت امواج لرزه ای
برای بدست آوردن تصویری واضح، محققان مناطقی با سرعت بسیار کم در زیر دریای مرجان، بین استرالیا و نیوزلند را مورد مطالعه قرار دادند. این یک مکان ایده آل به دلیل زلزله های فراوان در منطقه است که یک تصویر لرزه ای با وضوح بالا در مرز بین هسته و گوشته ارائه می دهد. امید این بود که مشاهدات با وضوح بالا بتواند اطلاعات بیشتری را در مورد نحوه جمع آوری مناطق با سرعت فوق العاده پایین نشان دهد.
اما گرفتن تصویر لرزه ای از چیزی بیش از 1800 مایل از پوسته و گوشته آسان نیست. این نیز همیشه قانع کننده نیست - یک لایه ضخیم از مواد با سرعت کم می تواند امواج لرزه ای را به همان روشی که یک لایه نازک از مواد با سرعت های پایین تر منعکس کند، منعکس کند.
بنابراین تیم از یک رویکرد مهندسی معکوس استفاده می کند.
پاچای می‌گوید: «ما می‌توانیم مدلی از زمین ایجاد کنیم که شامل کاهش سرعت امواج در سطوح بسیار پایین باشد، و سپس یک شبیه‌سازی رایانه‌ای اجرا کنیم که به ما می‌گوید اگر زمین این کار را می‌کرد، شکل موج‌های لرزه‌ای چگونه به نظر می‌رسیدند. مرحله بعدی مقایسه این رکوردهای پیش بینی شده با رکوردهایی است که در واقع داریم."
در طی صدها هزار آزمایش مدل، روشی به نام «وارونگی بیزی» یک مدل با ثبات ریاضی از فضای داخلی با درک خوبی از عدم قطعیت ها و مبادلات مفروضات مختلف در مدل ارائه می دهد.
یک سوال مشخص که محققان می خواستند به آن پاسخ دهند این بود که آیا ساختارهای داخلی مانند لایه ها در مناطق با سرعت بسیار پایین وجود دارد یا خیر. پاسخ، با توجه به مدل ها، این است که لایه ها بسیار محتمل هستند. این یک کار بزرگ است زیرا راه را برای درک چگونگی پیدایش این مناطق نشان می دهد.
پاچای می گوید: «تا آنجا که ما می دانیم، این اولین مطالعه ای است که از چنین رویکرد بیزی در این سطح از جزئیات برای مطالعه مناطق بسیار کم سرعت استفاده می کند، و همچنین اولین مطالعه ای است که طبقه بندی قوی را در فوق العاده نشان می دهد. مناطق کم سرعت. سرعت "
نگاهی به منشا سیاره
وجود لایه های احتمالی به چه معناست؟
بیش از چهار میلیارد سال پیش، زمانی که آهن جامد در هسته زمین اولیه فرو رفت و مواد معدنی سبک‌تر به سمت گوشته شناور شدند، ممکن است یک شی سیاره‌ای به اندازه مریخ به سیاره جوان برخورد کرده باشد. این برخورد ممکن است زباله هایی را به مدار زمین پرتاب کرده باشد که بعداً می تواند ماه را تشکیل دهد. همچنین دمای زمین را به میزان قابل توجهی افزایش داد - همانطور که می توان از برخورد دو سیاره به یکدیگر انتظار داشت.
پاچای گفت: در نتیجه، بدنه بزرگی از مواد مذاب به نام اقیانوس ماگما تشکیل می شود. "اقیانوس" از سنگ ها، گازها و کریستال های معلق در ماگما تشکیل شده است.
اقیانوس با سرد شدن با مواد متراکم غرق شده و لایه لایه در کف گوشته قرار می گیرد.
برای میلیاردها سال آینده، همانطور که گوشته به هم می‌خورد و همرفت می‌شد، لایه متراکم به تکه‌های کوچکی رانده می‌شد و به صورت مناطق لایه‌ای با سرعت بسیار پایین که امروزه می‌بینیم ظاهر می‌شود.
Pachhai می گوید: «بنابراین اصلی ترین و شگفت انگیزترین یافته این است که مناطق با سرعت فوق العاده کم همگن نیستند، اما حاوی ناهمگنی های قوی (تغییرات ساختاری و ترکیبی) در آنها هستند. "این کشف دیدگاه ما را در مورد منشاء و پویایی مناطق بسیار کم سرعت تغییر می دهد. ما دریافته‌ایم که این نوع منطقه با سرعت فوق‌العاده کم را می‌توان با ناهمگونی‌های شیمیایی ایجاد شده در همان ابتدای تاریخ زمین توضیح داد، و اینکه آنها هنوز پس از 4.5 میلیارد سال همرفت گوشته به خوبی مخلوط نشده‌اند.
حرف آخر نیست
این مطالعه شواهدی از منشاء برخی مناطق با سرعت فوق العاده کم ارائه می دهد، اگرچه شواهدی وجود دارد که نشان می دهد منشاء متفاوتی برای سایرین وجود دارد، مانند ذوب شدن پوسته اقیانوسی که دوباره به گوشته فرو می رود. اما اگر حداقل برخی از مناطق بسیار کم سرعت بقایای زمین اولیه باشند، بخشی از تاریخ این سیاره را که در غیر این صورت گم شده بود، حفظ می کنند.
پاچای می گوید: «بنابراین، اکتشاف ما ابزاری برای درک وضعیت حرارتی و شیمیایی اولیه گوشته زمین و تکامل بلندمدت آنها فراهم می کند.
نقل قول: بقایای شیمیایی احتمالی زمین اولیه در نزدیکی هسته قرار دارند (2021، 30 دسامبر)، در 30 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-chemical-leftovers-early-earth -core استخراج شده است. .html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- واقعیت را بررسی کنید: ویتامین های C و D استفاده می شود در درمان متعارف' از coronavirus
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- ارتش برای در نظر گرفتن تغییر نام قلعه به نام بعد از مؤتلفه ژنرال
- از هواپیماهای بدون سرنشین برای ثبت میراث ساحلی قبل از از دست رفتن استفاده کنید
- مغلوب ساختن پیشی جستن می گوید او می خواست برای برگزاری 'تجمع بزرگ' در میشیگان گفته شد او نمی تواند
- جو Girardi غیر منتظره استادیوم یانکی بازگشت خواهد بود 'odd'
- قطر ایرویز و ریچارد برانسون ویرجین آتلانتیک آخرین اعلام هزار شغل کاهش
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- توسعه یک پلت فرم تک فرآیندی برای تولید نقاط کوانتومی گرافن
- شیرجه عمیق: 2 این سهام را از سود تحول روندهای تکنولوژی