August 9, 2022

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Geologen haben zwei seltsame „Punkte“, die tief in der Erde entdeckt wurden, genau analysiert

Geologen haben zwei seltsame "Punkte", die tief in der Erde entdeckt wurden, genau analysiert

Der Untergrund ist kein einheitlicher Schichthaufen. Tief in der dicken Mittelschicht befinden sich zwei enorme thermochemische Punkte.

Bis heute wissen Wissenschaftler immer noch nicht, woher diese massiven Strukturen stammen oder warum diese Höhen unterschiedlich sind, aber eine neue Reihe geodynamischer Modelle hat eine mögliche Antwort auf dieses letztere Rätsel gefunden.

Diese versteckten Stauseen befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Welt, und nach der tiefen Ausbreitung seismischer Wellen zu urteilen, ist der Punkt unter dem afrikanischen Kontinent mehr als doppelt so hoch wie der unter dem Pazifischen Ozean.

Nach Hunderten von Simulationen glauben die Autoren der neuen Studie, dass der Punkt unter dem afrikanischen Kontinent weniger dicht und weniger stabil ist als sein Gegenstück im Pazifischen Ozean, weshalb er so viel höher liegt.

„Unsere Berechnungen haben ergeben, dass die anfängliche Größe der Blobs ihre Höhe nicht beeinflusst“, erklären Geologe Qian Yuan von der Arizona State University.

„Die Höhe der Punkte wird hauptsächlich durch ihre Dichte und die Viskosität des umgebenden Mantels bestimmt.“

3D-Ansicht des Punktes im Erdmantel unter Afrika. (Mingming Li/Arizona State University)

Eine der Hauptschichten im Inneren der Erde ist die heiße, leicht klebrige Masse, die als Mantel bekannt ist, eine Schicht aus Silikatgestein, die zwischen dem Kern und der Kruste unseres Planeten liegt. Während der Mantel größtenteils fest ist, verhält er sich Tar auf längeren Zeitskalen.

Im Laufe der Zeit steigen Wolken aus heißem Magmagestein allmählich durch den Mantel und tragen vermutlich zur vulkanischen Aktivität an der Oberfläche des Planeten bei.

Daher ist es ein wichtiges Unterfangen der Geologie zu verstehen, was im Mantel passiert.

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Die Punkte des Afrikanischen und Pazifischen Ozeans wurden erstmals in den 1980er Jahren entdeckt. Wissenschaftlich gesprochen werden diese „Supersäulen“ als Große Grafschaften mit niedriger Schergeschwindigkeit (LLSVPs).

Im Vergleich zum pazifischen LLSVP ergab die aktuelle Studie, dass sich das afrikanische LLSVP etwa 1.000 Kilometer (621 Meilen) höher erstreckt, was frühere Schätzungen stützt.

Dieser große Höhenunterschied weist darauf hin, dass beide Punkte unterschiedliche Zusammensetzungen haben. Wie sich dies auf den umgebenden Mantel auswirkt, ist jedoch unklar.

Vielleicht könnte zum Beispiel die weniger stabile Natur der afrikanischen Hügel erklären, warum es in einigen Regionen des Kontinents eine so intensive vulkanische Aktivität gibt. Es kann auch die Bewegung der tektonischen Platten beeinflussen, die auf dem Mantel schwimmen.

Andere seismische Modelle haben herausgefunden, dass sich das afrikanische LLSVP bis zu 1.500 km über dem äußeren Kern erstreckt, während das pazifische LLSVP eine maximale Höhe von 800 km erreicht.

In Laborexperimenten, die versuchen, das Erdinnere zu reproduzieren, scheinen sowohl afrikanische als auch pazifische Hügel durch den Mantel auf und ab zu schwanken.

Die Autoren der aktuellen Studie sagen, dass dies ihre Interpretation stützt, dass afrikanisches LLSVP wahrscheinlich instabil ist, und dasselbe könnte für pazifisches LLSVP gelten, obwohl ihre Modelle dies nicht zeigten.

Die unterschiedliche Zusammensetzung der pazifischen und afrikanischen LLSVPs lässt sich auch durch ihre Herkunft erklären. Wissenschaftler wissen immer noch nicht, woher diese Blobs kamen, aber es gibt zwei Haupttheorien.

Einer ist, dass Pfähle gemacht werden Verschmelzung von tektonischen Plattendas in den Mantel gleitet, wird stark erhitzt und fällt allmählich auf den Boden, was zur Bildung des Punktes beiträgt.

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Eine andere Theorie ist, dass die Punkte Reste der alten Kollision Zwischen der Erde und dem Protoplaneten Theia, der uns unseren Mond schenkte.

Die Theorien schließen sich auch nicht gegenseitig aus. Zum Beispiel kann Thea zu einem Punkt mehr beigetragen haben; Das mag einer der Gründe sein, warum sie heute so anders aussehen.

„Unsere Kombination aus seismischer Ergebnisanalyse und geodynamischer Modellierung liefert neue Einblicke in die Natur der größten Strukturen der Erde im tiefen Inneren und ihre Wechselwirkung mit dem umgebenden Erdmantel“, sagen Yuan.

„Diese Arbeit hat weitreichende Auswirkungen für Wissenschaftler, die versuchen, den aktuellen Zustand und die Entwicklung der tiefen Mantelstruktur und die Natur der Konvektion im Mantel zu verstehen.“

Die Studie wurde veröffentlicht in Naturwissenschaften der Erde.