به گزارش ایسنا، یک پروژه تحقیقاتی مشترک از بریتانیا به تازگی مطالعه ای را در مورد یکی از ناشناخته ترین قسمت های داخلی زمین یعنی مرز میان هسته و گوشته منتشر کرده است. آن ها با تمرکز بر روی یک" ستون گوشته" بزرگ در زیر مجمع الجزایر هاوایی مشاهدات جالبی در خصوص مرموزترین بخش های سیستم زمین شناسی کره زمین انجام داده اند.
ستون گوشته ای یا ستون جُبه ای( Mantle plume) ستون یا توده ای فرضی از سنگ های بسیار داغ موجود در گوشته زمین است که تا سطح زمین بالا آمده باشد. ستون های گوشته ای عامل ثانویه اتلاف حرارت از زمین به شمار می آیند.
جریان همرفتی باعث بالا آمدن ستون های تنه مانندی از سنگ های گرم گوشته در برخی نقاط می شود که تحت عنوان ستون گوشته ای معروف شده اند. مفهوم ستون گوشته ای بیشتر جنبه فرضیه ای دارد، برای اینکه هیچ گونه امکان برداشت و مشاهده مستقیم در این رابطه وجود ندارد. در همین رابطه تصور بر این است که ستون ها از بخش های قاعده گوشته بالا آمده و بعد از آنکه به صورت ستون های باریک از تمامی گوشته عبور می کنند به قاعده سنگ کره دست می یابند.
در سست کره، سنگ های گوشته به صورت شعاعی پخش شده اند و در جهت های مختلف به صورت افقی حرکت می کنند. در عین حال یک حرکت خیلی آرام پائین رونده که در محل گوشته پخش است موادی را که توسط ستون ها بالا رفته اند، جایگزین می نماید. هیچ مشاهده مستقیمی دال بر موجودیت ستون های گوشته ای وجود ندارد، ولی نقاط خاصی در لیتوسفر وجود دارند که میتوان آنها را به وجود ستون گوشته ای نسبت داد.
سست کره یا خمیر کره یا استنوسفر یا گوشته بالایی نیز لایه سنگ نرم و گرمادیده ای است که بلافاصله در زیر سنگ کره سخت قرار گرفته و اجازه می دهد کفه های سنگ کره در حدود سطح زمین به آهستگی حرکت کنند. این لایه از ۱۰۰ کیلومتری تا ۳۵۰ کیلومتری عمق ادامه دارد. این لایه زیر سنگ کره و بالای گوشته زیرین قرار دارد. این بخش از زمین حالت خمیری و نیمه جامد دارد. منشاء بیشتر آتشفشان ها و زمین لرزه ها به این قسمت مربوط است.
اکنون این تیم تحقیقاتی با استفاده از تکنیک های جدید تصویربرداری توانسته است بینش ارزشمندی در خصوص این منطقه ی دارای سرعت بسیار پائین که در حدود ۳۰۰۰ کیلومتر زیر سطح زمین قرار دارد، به دست آورد.
ما تا به حال از تجزیه و تحلیل امواج لرزه ای که در زمین جریان دارند، می دانستیم که این منطقه وجود دارد و نام این منطقه( ها) از نحوه کند شدن امواج لرزه ای به هنگام عبور از آنها گرفته شده است.
تاکنون درک بیشتر آنها به علت تصاویر شبیه سازی شده ناواضح برای تجزیه و تحلیل دشوار بوده است. با این حال، این مطالعه جدید روی گوشته زیر هاوایی، تصاویر بسیار واضح تر و با کیفیت تری تولید کرده است.
" ژی لی" ژئوفیزیکدان دانشگاه" کمبریج" در بریتانیا و یکی از همکاران این مطالعه می گوید:از میان تمام ویژگی های داخلی عمیق زمین، این ها جذاب ترین و پیچیده ترین ویژگی ها هستند.
او افزود:ما اکنون نخستین شواهد محکمی را داریم که ساختار داخلی آنها را نشان می دهد. این یک نقطه عطف واقعی در لرزه شناسی اعماق زمین است.
این تیم تحقیقاتی برای ایجاد این تصاویر، مدل های محاسباتی جدیدی را توسعه دادند که سیگنال های فرکانس بالا را از منطقه مورد مطالعه می گیرند تا تصویری قابل درک تولید کنند. با استفاده از این تکنیک میتوان دیدی در مقیاس کیلومتری با قدر وضوح بهتر از استفاده از تکنیک های معمولی ایجاد کرد.
اکنون امید است که بتوان از این تکنیک برای مطالعه مرز بین هسته آهن- نیکل زمین و گوشته اطراف آن برای درک بهتر یکی از موتورهای اصلی برای صفحات تکتونیک زمین، تشکیل آتشفشان ها و سایر فرآیندهای مرتبط مانند زلزله استفاده کرد.
در حال حاضر، اعتقاد بر این است که آهن اضافی در این مناطق غیرمعمول امکان دارد چگالی اضافی ایجاد کند که در الگوهای امواج لرزه ای نشان داده می شود. مطالعه این منطقه خواه درست باشد یا نه، برای برخی از زمین شناسان اولویت اول است.
" سان کوتار" لرزه شناس دانشگاه" کمبریج" می گوید:این امکان وجود دارد که این ماده غنی از آهن، بقایای سنگ های باستانی از تاریخ اولیه زمین باشد یا حتی ممکن است آهن به علتی ناشناخته از هسته نشت کند.
ارتباط احتمالی بین مناطق بسیار کم سرعت و نقاط آتشفشانی
دیگر دانشمندان بر این باورند که ارتباطی بین مناطق با سرعت بسیار پائین و نقاط آتشفشانی مانند هاوایی و ایسلند وجود دارد. یک فرضیه این است که این نقاط داغ امکان دارد ناشی از پرتاب مواد از هسته به سطح به نام" نقاط داغ گوشته" باشد.
این تکنیک جدید میتواند به ایجاد انقلابی در این حوزه کمک کند. با این حال، اکنون محققان بهتر میتوانند بر روی تراوشات گدازه ای که بالای این نقاط داغ نشسته اند، تمرکز کنند تا به دنبال شواهدی مبنی بر به اصطلاح« نشت هسته ای» باشند.
در حالی که استفاده از داده های لرزه ای مناطق دارای سرعت بسیار پائین از برخی جهات به دلیل وقوع زلزله و مکان هایی که لرزه نگارها نصب شده اند، محدود می شود، این تیم بسیار مشتاق است که بهبود تصاویر و دسترسی به تصاویر با وضوح بالای خود را در دیگر بخش های عمیق زمین اعمال کند.
" کوانگدای لنگ" دانشمند داده از دانشگاه" آکسفورد" در بریتانیا می گوید:ما واقعاً محدودیت های محاسباتی با کارایی بالا را برای شبیه سازی های الاستودینامیک جابجا می کنیم و در این راه از تقارن های موجی که قبلاً مورد توجه یا استفاده نبوده اند، استفاده می کنیم.
این مطالعه برای اولین بار در مجله Nature Communications منتشر شد.
- 16
- 2
