Článek
Jak to vědci zjistili? Velká zemětřesení způsobují, že celá Země zní jako zvony. Představte si naši planetu jako hudební nástroj, ze kterého vychází různé tóny a seismologové studují hluboké nitro Země podobným způsobem.
Jsou jako hudebníci, kteří ladí svoje nástroje. A oni v podstatě poslouchají, jak moc jsou tyto tóny „rozladěné“. Zjistili totiž, že když oscilace naráží na anomálie, Země zní rozladěně nebo méně hlasitě.
Umístění LLSVP a schematické znázornění průřezu Země pro rychlost a tlumení seismických vln.
Snímky nitra Země
Tímto způsobem budou seismologové schopni vytvářet snímky nitra naší planety, stejně jako když lékař „vidí“ vaše tělo pomocí rentgenových paprsků. Na konci minulého století analýza těchto oscilací ukázala existenci dvou podpovrchových „superkontinentů“. Jednoho pod Afrikou a druhého pod Tichým oceánem, oba skryté více než dva tisíce kilometrů pod povrchem Země.
Nový výzkum Utrechtské univerzity ukazuje, že tyto oblasti jsou nejen teplejší než okolní hřbitov studených zapadlých tektonických desek, ale také že musí být staré nejméně půl miliardy let a možná jsou ještě starší.
Tyto dva velké ostrovy jsou obklopené hřbitovem tektonických desek, které tam byly dopravené procesem zvaným „subdukce“, kdy se jedna tektonická deska ponoří pod další desku a ponoří se celou od zemského povrchu až do hloubky téměř tří tisíc kilometrů."
Pomalé vlny
Vědci už léta vědí, že tyto ostrovy se nacházejí na hranici mezi zemským jádrem a pláštěm. A vidí, že seismické vlny se tam zpomalují. Vědci proto nazývají tyto oblasti „provinciemi s velmi nízkou seismickou rychlostí“, nebo jako LLSVP. Vlny se zpomalují, protože LLSVP jsou horké. Je to stejné, jako když nemůžete běžet tak rychle v horkém počasí, jako když běžíte v chladu."
Vědci přidali nové informace, takzvané ‚tlumení‘ seismických vln, což je množství energie, kterou vlny ztrácejí, když procházejí Zemí. Za tímto účelem vědci nejen zkoumali, jak moc jsou tóny rozladěné, ale také studovali jejich hlasitost.
Oproti očekáváním se v LLSVP našly malé tlumení, díky čemuž tam tóny zněly velmi hlasitě. Našli ale hodně tlumení na hřbitově studených desek, kde tóny zněly velmi jemně. Na rozdíl od horního pláště, kde našli přesně to, co očekávali. Tam, kde je horko byly vlny tlumené. Stejně jako když je venku horké počasí a jdete si zaběhat, nejen že zpomalíte, ale také jste unavenější, než když je venku chladno.
Velikost rekrystalizovaných zrn
Subdukční tektonické desky, které skončí na deskovém hřbitově, se skládají z malých zrn, protože na své cestě hluboko do Země rekrystalizují. Malá velikost zrna znamená větší počet zrn a tedy i větší počet hranic mezi zrny. Vzhledem k velkému počtu hranic zrn nacházíme mezi zrny na deskovém hřbitově větší tlumení, protože vlny ztrácejí energii na každé hranici, kterou překročí. Skutečnost, že LLSVP vykazují velmi malé tlumení, znamená to, že se musí skládat z mnohem větších zrn.
Starověké deskové hřbitovy
Tato minerální zrna nerostou přes noc, což může znamenat pouze jednu věc: LLSVP jsou mnohem a mnohem starší než okolní deskové hřbitovy. A dále, LLSVP se svými mnohem většími stavebními bloky jsou velmi tuhé. Nepodílejí se tedy na konvekci pláště (proudění v zemském plášti). Na rozdíl od toho, co nás učí zeměpisné knihy, nelze tedy ani plášť dobře namíchat.
Motor zemského pláště
Znalost zemského pláště je nezbytná pro pochopení vývoje naší planety. A také k porozumění dalším jevům na zemském povrchu, jako je vulkanismus a budování hor.
„Zemský plášť je motorem, který pohání všechny tyto jevy. Vezměme si například pláště, což jsou velké bubliny horkého materiálu, které stoupají z hlubin Země jako v lávové lampě.“ Jakmile se konečně dostanou na povrch, způsobí vulkanismus. Vědci si myslí, že tyto pláště pocházejí z okrajů LLSVP.
Schematické znázornění procesu subdukce tektonických desek a pláště pláště stoupajícího z LLSVP. V druhém jsou minerální zrna větší než zrna v subdukovaných deskách.
Data z velkých zemětřesení
Při tomto typu výzkumu seismologové využívají oscilace způsobené opravdu velkými zemětřeseními. Nejlépe zemětřeseními, která se odehrávají ve velkých hloubkách, jako bylo velké zemětřesení v Bolívii v roce 1994.
Nikdy se nedostalo do novin, protože se odehrálo ve velké hloubce, asi 650 km a naštěstí nezpůsobilo žádné škody ani oběti na zemském povrchu. Celé kmitání Země, neboli tóny, jsou matematicky popsané tak, že tlumení (tj. jak hlasité je kmitání) díky konkrétní struktuře snadno „přečteme“ a oddělíme od rychlosti vlnění (tj. naladit je). Což je působivé, protože tlumení signálu je pouze jedna desetina celkového množství informací, které se dají z těchto oscilací rozluštit.
U tohoto typu výzkumu není nutné čekat, až dojde k dalšímu zemětřesení. Stejně užitečná jsou data z předchozích zemětřesení. Vědci se můžou vrátit do roku 1975, protože od tohoto roku se seismometry staly dostatečně dobrými na to, aby nám poskytovaly data tak vysoké kvality, že jsou užitečná pro vědecký výzkum."
Zdroj: Tiskové oddělení Utrechtské univerzity (Nizozemí), Vědecká studie byla publikovaná v časopise Nature
