Dua Gumpalan Gergasi Mengintai Jauh Di Dalam Bumi, Dan Ia Kelihatan Seperti Berubah Bentuk

Jauh di dalam Bumi di bawah kita terdapat dua gumpalan sebesar benua. Satu di bawah Afrika, satu lagi di bawah Lautan Pasifik.

Gumpalan mempunyai akarnya 2,900 km (1,800 batu) di bawah permukaan, hampir separuh jalan ke pusat Bumi. Mereka dianggap sebagai tempat kelahiran tiang batu panas yang meningkat dipanggil “bulu mantel dalam” yang mencapai permukaan Bumi.

Apabila gumpalan ini mula-mula sampai ke permukaan, letusan gunung berapi gergasi berlaku – jenis yang menyumbang kepada kepupusan dinosaur 65.5 juta tahun dahulu. Gumpalan itu juga boleh mengawal letusan sejenis batu yang dipanggil kimberlite, yang membawa berlian dari kedalaman 120-150 km (dan dalam beberapa kes sehingga sekitar 800 km) ke permukaan bumi.

Para saintis telah mengetahui gumpalan itu wujud untuk masa yang lama, tetapi bagaimana mereka berkelakuan terhadap sejarah Bumi telah menjadi persoalan terbuka. Dalam penyelidikan baharu, kami memodelkan satu bilion tahun sejarah geologi dan menemui gumpalan berkumpul dan pecah sama seperti benua dan superbenua.

(Omar Bodur)

Di atas: Gumpalan bumi seperti yang digambarkan daripada data seismik. Gumpalan Afrika berada di bahagian atas dan gumpalan Pasifik di bahagian bawah.

Model untuk evolusi gumpalan Bumi

Gumpalan itu berada di dalam mantel, lapisan tebal batu panas di antara kerak bumi dan terasnya. Mantel adalah pepejal tetapi perlahan-lahan mengalir dalam skala masa yang panjang. Kami tahu gumpalan itu ada kerana ia memperlahankan ombak yang disebabkan oleh gempa bumi, yang menunjukkan gumpalan itu lebih panas daripada persekitarannya.

Para saintis secara amnya bersetuju gumpalan itu dikaitkan dengan pergerakan plat tektonik di permukaan bumi. Walau bagaimanapun, bagaimana gumpalan telah berubah sepanjang sejarah Bumi telah membingungkan mereka.

Satu aliran pemikiran adalah bahawa gumpalan sekarang telah bertindak sebagai sauh, terkunci di tempatnya selama beratus-ratus juta tahun manakala batu lain bergerak di sekelilingnya. Walau bagaimanapun, kita tahu plat tektonik dan bulu mantel bergerak dari semasa ke semasa, dan kajian mencadangkan bentuk gumpalan berubah.

Penyelidikan baharu kami menunjukkan gumpalan bumi telah berubah bentuk dan lokasi jauh lebih daripada yang disangkakan sebelum ini. Malah, sepanjang sejarah mereka telah berkumpul dan berpecah dengan cara yang sama seperti benua dan benua super di permukaan Bumi.

Kami menggunakan Australia Infrastruktur Pengiraan Negara untuk menjalankan simulasi komputer lanjutan tentang bagaimana mantel Bumi telah mengalir selama satu bilion tahun.

Model-model ini adalah berdasarkan membina semula pergerakan plat tektonik. Apabila plat menolak antara satu sama lain, dasar lautan ditolak ke bawah di antara mereka dalam proses yang dikenali sebagai subduksi.

Batu sejuk dari dasar lautan tenggelam lebih dalam dan lebih dalam ke dalam mantel, dan apabila ia mencapai kedalaman kira-kira 2,000 km ia menolak gumpalan panas itu ke tepi.

Atas: 200 juta tahun yang lalu di pedalaman Bumi. Struktur panas berwarna kuning hingga merah (lebih gelap lebih cetek) dan struktur sejuk berwarna biru (lebih gelap lebih dalam).

Kami mendapati bahawa sama seperti benua, gumpalan boleh berkumpul – membentuk “gumpalan super” seperti dalam konfigurasi semasa – dan pecah dari semasa ke semasa.

Aspek utama model kami ialah walaupun gumpalan berubah kedudukan dan bentuk dari semasa ke semasa, ia masih sesuai dengan corak letusan gunung berapi dan kimberlit yang direkodkan di permukaan Bumi. Corak ini sebelum ini merupakan hujah utama untuk gumpalan sebagai “sauh” yang tidak bergerak.

Secara mengejutkan, model kami mendedahkan gumpalan Afrika yang dipasang baru-baru ini 60 juta tahun yang lalu – sangat berbeza dengan cadangan sebelumnya bahawa gumpalan itu mungkin wujud dalam bentuk yang sekarang. selama hampir sepuluh kali ganda.

Soalan yang tinggal tentang gumpalan

Bagaimanakah gumpalan itu berasal? Mereka diperbuat daripada apa sebenarnya? Kami masih tidak tahu.

Gumpalan mungkin lebih padat daripada mantel sekeliling, dan oleh itu ia boleh terdiri daripada bahan yang dipisahkan daripada seluruh mantel awal dalam sejarah Bumi. Ini boleh menjelaskan mengapa komposisi mineral Bumi berbeza daripada yang dijangkakan daripada model berdasarkan komposisi meteorit.

Sebagai alternatif, ketumpatan gumpalan boleh dijelaskan oleh pengumpulan bahan lautan padat daripada papak batu yang ditolak oleh pergerakan plat tektonik.

Tanpa mengira perdebatan ini, kerja kami menunjukkan papak yang tenggelam lebih berkemungkinan mengangkut serpihan benua ke gumpalan Afrika berbanding gumpalan Pasifik.

Menariknya, keputusan ini konsisten dengan kerja baru-baru ini yang mencadangkan sumber gumpalan mantel yang timbul daripada gumpalan Afrika mengandungi bahan benua, manakala gumpalan yang terbit dari gumpalan Pasifik tidak.

Menjejak gumpalan untuk mencari mineral dan berlian

Walaupun kerja kami menangani soalan asas tentang evolusi planet kita, ia juga mempunyai aplikasi praktikal.

Model kami menyediakan rangka kerja untuk menyasarkan lokasi mineral yang dikaitkan dengan upwelling mantel dengan lebih tepat. Ini termasuk berlian yang dibawa ke permukaan oleh kimberlite yang nampaknya dikaitkan dengan gumpalan.

Mendapan sulfida magmatik, yang merupakan rizab utama nikel dunia, juga dikaitkan dengan bulu mantel. Dengan membantu menyasarkan mineral seperti nikel (bahan penting bagi bateri litium-ion dan teknologi tenaga boleh diperbaharui yang lain) model kami boleh menyumbang kepada peralihan kepada ekonomi pelepasan rendah.Perbualan

Nicolas FlamentPensyarah senior, Universiti Wollongong; Andrew MerdithRakan penyelidik, Universiti Leeds; Omer F. BodurFelo penyelidik pasca doktoral, Universiti Wollongongdan Simon WilliamsRakan Penyelidik, Universiti Barat Laut, Xi’an.

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

We would love to give thanks to the writer of this short article for this outstanding material

Dua Gumpalan Gergasi Mengintai Jauh Di Dalam Bumi, Dan Ia Kelihatan Seperti Berubah Bentuk


Check out our social media accounts as well as other pages related to themhttps://paw6.info/related-pages/