Naukowcy wiedzą, gdzie znajdują się chemiczne pozostałości po młodej Ziemi

W Nature Geoscience ukazał się artykuł poświęcony dowodom sięgającym początków istnienia naszej planety. Przedstawiciele Uniwersytetu w Utah twierdzą, że wiedzą, gdzie ich szukać.

Analizując zachowanie fal sejsmicznych, badacze zauważyli, że w pobliżu jądra Ziemi znajdują się strefy, w których owe fale całkowicie zwalniają. Badania wykazały, że obszary te, określane mianem stref o ultra-niskiej prędkości, mają warstwowe struktury. Biorąc pod uwagę wyniki symulacji, naukowcy doszli do wniosku, że obecność tych stref może być następstwem procesów zachodzących na pierwszych etapach istnienia Ziemi.

Czytaj też: Wnętrze Ziemi zawiera ukryty „świat”. Geolodzy są zadziwieni jego strukturą

Reklama

Początkowo zakładano, że owe strefy są obszarami, w których płaszcz został częściowo stopiony i był źródłem magmy dla wulkanicznych regionów pokroju Islandii. Sęk w tym, iż większość stref o ultra-niskiej prędkości wcale nie jest zlokalizowana pod wulkanami w takich regionach. Chcąc wyjaśnić tę zagadkę, członkowie zespołu badawczego postanowili przetestować alternatywną hipotezę, w myśl której strefy o ultra-niskich prędkościach składałyby się ze skał innych niż w przypadku reszty płaszcza. Ich skład miałby przypominać ten charakterystyczny dla młodej Ziemi.

Fale sejsmiczne w niektórych warstwach zwalniają niemal do zera

Poważną trudność w prowadzeniu takich badań stanowi fakt, że sejsmiczny obraz sięgający na głębokość niemal trzech tysięcy kilometrów jest niezbyt wyraźny. Poza tym, gruba warstwa materiału o niskiej prędkości może odbijać fale sejsmiczne w ten sam sposób, co cienka warstwa materiału o jeszcze niższej prędkości. Naukowcy wybrali za cel badań obszar rozciągający się pod Morzem Koralowym, gdzie często mają miejsce trzęsienia ziemi. Mieli nadzieję, że wysokorozdzielczościowe obserwacje mogłyby wyjaśnić, jak układają się strefy o ultra-niskich prędkościach.

Aby uniknąć potencjalnych błędów w pomiarach, badacze skorzystali z czegoś, co określa się mianem inżynierii odwrotnej. W praktyce oznaczało to stworzeniu modelu Ziemi uwzględniającego redukcje fal o ultra-niskich prędkościach. Kolejnym krokiem było natomiast uruchomienie symulacji komputerowej ukazującej zachowanie fal sejsmicznych w sytuacji, w której taki scenariusz byłby zgodny z rzeczywistością. Na koniec naukowcy porównali natomiast wyniki symulacji z faktycznie zebranymi danymi.

Czytaj też: Trzęsienie ziemi wygląda niczym czterolistna koniczyna, ale jest zdecydowanie mniej szczęśliwe

Ponad cztery miliardy lat temu obiekt wielkości Marsa prawdopodobnie uderzył w młodą Ziemię. W ten właśnie sposób na orbitę naszej planety mogły trafić fragmenty, które ostatecznie dały życie Księżycowi. Z tego samego powodu doszło do wzrostu temperatury. Stopiona materia utworzyła ocean składający się ze skał, gazów i kryształów zawieszonych w magmie. Kiedy temperatura spadała, następowało układanie poszczególnych materiałów w warstwy. Te gęste opadały na dno płaszcza. Na przestrzeni kolejnych miliardów lat, wraz z konwekcją płaszcza gęsta warstwa utworzyła niewielkie płaty, które obecnie stanowią strefy o ultra-niskiej prędkości.