Yurii Mongol
0 
1058
102
Mystiske klatter dybt i jordens mantel kunne være mineraler, der udfældede ud af et gammelt magmahav, der dannede sig i kollisionen, der også skabte månen.
Disse klatter, kaldet ultralowhastighedszoner, findes meget dybt i mantelen tæt på jordens kerne. De er kun kendt, fordi bølgerne drastisk drager, når seismiske bølger fra jordskælv rejser gennem dem. Dette indikerer, at klatterne på en eller anden måde adskiller sig fra andre dele af mantlen, men ingen ved hvordan.
Nu tyder ny forskning på, at klatterne kan være et jernoxid-rigt mineral kaldet magnesiowüstite. I så fald ville deres eksistens antydes til et tidligere magmahav, der muligvis kunne eksistere for 4,5 milliarder år siden, da en enorm del af rumsten rammede ned på Jorden, spundede af det materiale, der ville blive månen, og muligvis smeltede store dele af planeten . [I fotos: Vandet vand skjult under jordens overflade]
"Hvis man kan identificere, at disse plaster indeholder en mængde magnesiowüstit, der ville være en indikation af, at der var et magmahav, og det krystalliserede på denne måde, hvor det jernrige oxid fældede ud og sank ned til basen af mantlen," sagde studieleder Jennifer Jackson, professor i mineralfysik ved Californiens teknologiske institut.
Mærkelig klatter
Mantelen er ca. 1.800 mil (2.900 kilometer) tyk, og ultralowhastighedszoner er mindre end en mil til op til 62 mil (100 km) tyk og bred, fortalte Jackson. De bremser seismiske bølger, der rejser gennem dem fra 30 til 50 procent.
At studere disse underlige klatter direkte er ikke muligt, så Jackson og hendes kolleger måtte efterligne trykket fra den dybe mantel lige ved jordoverfladen. For at finde ud af, om mineralet magnesiowüstite har den slags egenskaber, der ses i ultralowhastighedszoner, tog forskerne en lille prøve af mineralet, satte det i et trykkammer og pressede det hårdt med et par diamant ambolter. Hele apparatet under tryk er lille nok til at passe i håndfladen.
”Nogle gange vil jeg sige, at jeg bærer rundt om kerne-mantelgrænsetrykket i lommen,” sagde Jackson.
Forskerne bombarderede prøven med røntgenstråler fra forskellige vinkler og målte derefter røntgenstrålens energi, da de forlader prøven, på udkig efter, hvordan interaktioner med den krystallinske struktur af mineralet ændrede dem.
Under pres
De fandt, at højt tryk ændrer alt. Ved atmosfærisk tryk, sagde Jackson, er bølger, der forlader en magnesiowüstite-prøve, altid de samme, uanset hvilken retning de bevæger sig gennem krystallen. [Fotos: Verdens underligste geologiske formationer]
Ved kerne-mantel-grænsetryk betyder retningen af bølgerne imidlertid meget. Der kan være op til en 60 procent forskel i hastigheden af en bølge, der går gennem krystallen, afhængigt af hvordan den passerer. En tværgående bølge, der kører gennem mineralet, bevæger sig med lidt mindre end 1,8 miles per sekund (3 km / s) i en retning og lidt mere end 3,1 miles per sekund (5 km / s) i en anden, sagde Jackson.
Den hurtigste kørselsretning for bølgerne ved atmosfærisk tryk - langs kanten af krystalkonstruktionen - er den langsomste kørselsretning for bølger ved kerne-manteltryk, sagde hun. Den hurtigste kørselsretning ved kerne-manteltryk er over krystalens overflade i laboratoriet. Disse forskelle i, hvordan bølger bevæger sig afhængigt af retningen og den krystallinske struktur kaldes anisotropier.
Hvad betyder det for den rigtige kappe? Nå, sagde Jackson, er der også observeret anisotropier dernede. Ingen har virkelig set for at se, om ultralowhastighedszoner har dem, men der er grund til at tro, at de måske. Hvis den afkøling-magma-ocean teori er sand, og der er magnesiowüstite dybt i mantlen, kunne den skubbes, klemmes og skubbes ind i en anisotropisk konfiguration af stykker af oceanisk skorpe, der er skubbet dybt ned i mantlen i processen med subduktion. (Subduktion er, når et stykke skorpe skubber under et andet og dykker ned i mantlen, som det sker langs kysten i det nordvestlige Nordamerika i dag.)
"Hvis vi kan kigge efter det, ville det være rigtig godt bevis for at antyde denne vekselvirkning mellem ældgamle dækkesubduktion og ultralowhastighedszoner, der indeholder dette jernrige oxid," sagde Jackson.
Nu håber Jackson at arbejde sammen med seismologer for at se, om seismiske bølger, der kommer ind i ultralowhastighedszoner, kommer ud forskelligt afhængigt af kørselsretningen. Hvis de gør det, vil det styrke magnesiowüstite-hypotesen yderligere.
"Tilstedeværelsen af dette mineral, der er formet af pladen, kunne give os indsigt i Jordens magmahav og dets krystallisation," sagde Jackson.
Forskerne offentliggjorde deres fund i maj i Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Editors note: Denne artikel er blevet opdateret for at rette en erklæring om subduktion.
Original artikel på .