Lenéztek a tudósok Föld poklába, 2900 kilométer mélyen olyasmi várta őket, amire senki sem volt felkészülve

A Föld nem egy változatlan, szilárd kőzetgolyó - sokkal inkább egy több rétegű, lassan gyúródó anyag, amelynek egyes részei hatalmas időtávlatok alatt mozognak és deformálódnak.

Ezt a felszínen a kontinensek szuperlassú vándorlása mutatja leginkább, de a kéreg alatt, a bolygó térfogatának nagy részét adó köpenyben is jelentős mozgások zajlanak.

A Kaliforniai Egyetem és az Arizona Állami Egyetem kutatói most közelebbről is megvizsgálták ezt a láthatatlan dinamikát.

A Föld felszíne alatt mintegy 2900 kilométerre, a mag-köpeny határ közelében található legalsó köpenyréteg közel 75 százalékát mintavételezték, amihez világszerte 24 adatközpontból gyűjtöttek és elemeztek több mint 16 millió szeizmogramot.

A szeizmikus anizotrópia - amit a modell sem látott előre

Az adatok egy szeizmikus anizotrópiának nevezett jelenséget tártak fel: a szeizmikus hullámok sebességének változásait, amelyek a köpeny alsó részein hullámzanak keresztül. Bár egyes modellek előrejelezték ennek lehetőségét, a kutatócsoport a vizsgált alsó köpenyterület kétharmadában talált rá bizonyítékokat.

Jonathan Wolf, a tanulmány vezető szerzője elmagyarázta: a felső köpeny deformációját a felette elmozduló tektonikus lemezek mozgása határozza meg, és ez pontosan megfelel a szeizmikus anizotrópiáról alkotott ismereteiknek. A legalsó köpeny áramlásáról azonban eddig nem volt ilyen léptékű megértésük.

A köpeny mozgását részben a konvekció - a magból a felszín felé sugárzó hő által keltett, lávalámpaszerű keringés – hajtja. Más tényezők is szerepet játszanak. Az anizotrópia leginkább azokon a helyeken volt kimutatható, ahol a tudósok szerint sűrű óceáni litoszféra-darabok süllyedtek a köpeny mélyére a konvergens lemezhatároknál – ezek az elsüllyedt szubdukciós táblák.

Még mindig csak kaparjuk a felszínt

Amikor ezek a táblák a meleg belsőbe süllyednek, deformálódnak és elmozdítják a környező anyagot - ami a szerzők szerint közvetlenül összefügg a megfigyelt anizotrópia-mintázatokkal. Wolf szerint ezt geodinamikai szimulációk is előrejelzik, de a most használt módszerekkel ilyen léptékben még nem sikerült kimutatni.

A bolygónk belső működéséről még így is rengeteg a kérdőjel. A legmélyebb fúrás, amit ember valaha a Földbe készített, mindössze 12,26 kilométer - ami a bolygónk felszínén voltaképpen csak egy karcolás.

A tudás nagy része nem közvetlen megfigyelésen, hanem távérzékelésen alapul. Wolf szerint az lenne az álma, hogy egy napon elegendő adat gyűljön össze a legalsó köpeny globális áramlási irányainak pontosabb meghatározásához - hogy a szeizmikus anizotrópiát sok irányból megvilágítva alkothassanak teljesebb képet a Föld mélyéről

Így néz ki egy szeizmogram, ezekből dolgoztak a tudósok a felfedezéshez:

_{forrás: iFLScience}