O echipă de cercetători de la Universitatea din California, Berkeley a descoperit că vechile plăci tectonice scufundate în mantaua Pământului provoacă deformări masive la 2.900 de kilometri adâncime, chiar la granița cu nucleul terestru. Aceste date spectaculoase încep să scoată la lumină tipare pe care oamenii de știință nu le-au putut observa niciodată la o asemenea scară.
Această hartă seismică fără precedent demonstrează cum „cimitirul” geologic din adâncuri acționează ca un motor termic uriaș, care influențează în cele din urmă formarea continentelor și activitatea vulcanică de la suprafața lumii noastre.
Un nou studiu seismic a identificat modele de deformare masivă la aproape 2.900 de kilometri sub suprafața planetei noastre. Iar descoperirile sunt fascinante: ele indică o legătură directă și puternică între aceste mișcări profunde și plăcile tectonice antice, care s-au scufundat implacabil în „măruntaiele” Pământului de-a lungul a milioane de ani.
Acolo, în adâncul mantalei, o mișcare lentă, dar constantă, acționează ca un motor pentru procesele geologice care ajung, în cele din urmă, să ne modeleze suprafața lumii. Deși geologii au înțeles de mult timp cum funcționează această dinamică în mantaua superioară, mantaua inferioară — acea zonă extremă situată chiar deasupra graniței dintre miez și manta — a rămas teribil de greu de observat direct.
Așa cum detaliază cercetarea publicată recent în revista The Seismic Record, această regiune profundă funcționează ca un mecanism central pentru căldura și materialul care circulă prin interiorul Pământului. Studiind-o, oamenii de știință pot, în sfârșit, să lege ceea ce se întâmplă la mii de kilometri sub picioarele noastre de activitatea tectonică de la suprafață.
Un set uriaș de date seismice cartografiază, în sfârșit, mantaua profundă
Pentru a „vedea” prin acest strat ascuns, o echipă de cercetători condusă de Jonathan Wolf de la Universitatea din California, Berkeley, a analizat un volum impresionant de peste 16 milioane de seismograme, colectate de la 24 de centre de date din întreaga lume. După cum explică studiul, avem de-a face cu cel mai mare set de date de acest gen utilizat vreodată pentru a examina mantaua inferioară.
Echipa s-a concentrat pe un instrument inedit: undele de forfecare generate de cutremure. Aceste unde se propagă prin manta, trec în nucleu și apoi se întorc. Fascinant este că ele se comportă diferit în funcție de structura internă a materialului pe care îl traversează. Acest fenomen subtil, cunoscut sub numele de anizotropie seismică, funcționează ca o amprentă invizibilă, dezvăluind exact locurile în care roca s-a deformat.
Simplu spus, anizotropia seismică se referă la faptul că undele călătoresc cu viteze diferite în funcție de direcția din care străbat o rocă. Acest comportament le permite cercetătorilor să deducă felul în care cristalele mineralelor au fost aliniate și comprimate de presiunea infernală din adâncuri.
Folosind această metodă inovatoare, experții au reușit să cartografieze aproape 75% din mantaua situată imediat deasupra nucleului, identificând anizotropie în aproximativ două treimi din zonele analizate.
Cum ajung plăcile tectonice la 2.900 km în mantaua Pământului?
Unul dintre cele mai clare și izbitoare tipare care reiese din date este că deformarea se concentrează exact în zonele în care s-au acumulat plăci tectonice vechi. Aceste plăci, care odinioară formau însăși crusta planetei, au fost împinse în adâncuri prin procesul de subducție, iar acum odihnesc adânc în manta.
Conform The Seismic Record, prezența anizotropiei se aliniază strâns cu aceste „cimitire” tectonice. Această descoperire sprijină direct predicțiile anterioare realizate prin simulări geodinamice, deși o astfel de confirmare la nivel global, bazată pe date seismice reale, nu fusese niciodată obținută până acum.
„Într-un anumit sens, acest lucru nu este atât de surprinzător, deoarece este prevăzut de simulările geodinamice. Dar la scara la care ne uităm, nu s-a demonstrat cu adevărat folosind metodele pe care le folosim.”, a spus Wolf.
Condiții infernale și limitele științei moderne
La adâncimi care se apropie de granița de 2.900 de kilometri, presiunea și temperatura ating niveluri de-a dreptul extreme. Aceste condiții sunt capabile să altereze însăși structura internă a mineralelor, creând noi forme de anizotropie. Pe baza descoperirilor cercetătorilor, acest stres formidabil ar putea explica o mare parte din deformarea detectată în apropierea nucleului. Wolf a remarcat că:
„Știm că deformarea din manta superioară este dominată de rezistența la înaintare a plăcilor care se deplasează peste ea. Iar acest lucru se apropie extrem de bine de ceea ce știm din anizotropia seismică despre deformarea mantalei superioare. Dar nu avem o astfel de înțelegere la scară largă pentru curgerea din manta inferioară. Și asta este de fapt ceea ce vrem să aflăm.”
Cercetătorii notează că unele dintre aceste plăci scufundate ar putea păstra, de asemenea, semnături structurale mai vechi, care s-au format pe vremea când se aflau mai aproape de suprafață. Totuși, studiul sugerează că deformarea activă, produsă în apropierea limitei turbulente dintre miez și manta, rămâne explicația mai probabilă în multe cazuri.
Mai mult, faptul că nu toate regiunile au prezentat semnale clare de anizotropie nu trebuie interpretat greșit. Cercetătorii avertizează că acest lucru nu indică o absență a deformării, ci reflectă mai degrabă limitele actuale ale metodelor noastre de detectare. După cum se menționează în cercetare, semnalele mai slabe pot rămâne pur și simplu sub pragul instrumentelor de observare pe care le deținem astăzi. Chiar și așa, setul de date obținut este descris de specialiști ca o veritabilă „comoară”, lăsând un spațiu imens pentru analize ulterioare care ne vor ajuta să descifrăm inima planetei noastre.
Confirmarea faptului că vechile plăci tectonice din mantaua inferioară supraviețuiesc și remodelează interiorul Pământului ne oferă prima imagine completă a circuitului rocilor – un proces colosal care, deși ascuns în întuneric, guvernează arhitectura lumii noastre.
