LLSVP spędzają geologom sen z powiek
Struktury te znajdują się w głębokiej części płaszcza Ziemi, około 2000 kilometrów pod powierzchnią planety. W rzeczywistości nie są to góry w klasycznym znaczeniu, ponieważ nie mają szczytów ani stoków. Zamiast tego tworzą je ogromne obszary gorącego i gęstego materiału skalnego o odmiennym składzie chemicznym niż otaczający płaszcz. Naukowcy określają je jako LLSVP (Large Low Seismic Velocity Provinces), czyli regiony, w których fale sejsmiczne rozchodzą się wyraźnie wolniej niż w innych częściach wnętrza Ziemi.
Czytaj też: Trzęsienie ziemi, które wraca po własnych śladach. Nowy mechanizm tłumaczy rzadki typ pęknięcia
Istnienie tych struktur ujawniono już pod koniec XX wieku dzięki analizie fal sejsmicznych generowanych przez silne trzęsienia ziemi. Gdy dochodzi do dużego wstrząsu, cała planeta zaczyna drgać niczym uderzony dzwon. Sejsmolodzy analizują sposób, w jaki fale przemieszczają się przez wnętrze Ziemi, ponieważ zmiany ich prędkości pozwalają wykryć ukryte struktury w głębi planety. Właśnie w ten sposób zidentyfikowano dwie ogromne prowincje LLSVP: jedną pod Afryką, a drugą pod centralną częścią Oceanu Spokojnego.
Każda z tych struktur rozciąga się na tysiące kilometrów szerokości i sięga nawet około 1000 kilometrów w górę od granicy między jądrem a płaszczem Ziemi. Gdyby hipotetycznie przenieść jedną z nich na powierzchnię planety, przewyższałaby ona atmosferę i sięgała w przestrzeń kosmiczną. W porównaniu z nimi najwyższa góra świata, a więc liczący 8849 metrów Mount Everest, wydaje się jedynie niewielkim wzniesieniem.
Najnowsze badania opublikowane w Nature pozwoliły lepiej zrozumieć właściwości tych struktur. Naukowcy analizowali nie tylko prędkość fal sejsmicznych, lecz również tzw. tłumienie fal, czyli ilość energii traconej przez fale podczas przechodzenia przez różne warstwy Ziemi. Ku zaskoczeniu badaczy okazało się, iż w obrębie LLSVP fale co prawda zwalniają, ale nie tracą dużo energii. To sugeruje, jakoby materia w tych regionach miała inną strukturę niż otaczający płaszcz.
Dlaczego powstały i od kiedy istnieją?
Jednym z możliwych wyjaśnień jest wielkość kryształów mineralnych. W chłodniejszych częściach płaszcza, gdzie znajdują się zatopione fragmenty dawnych płyt tektonicznych, minerały rozpadają się na drobne ziarna, które silnie tłumią fale sejsmiczne. W regionach LLSVP ziarna mineralne wydają się znacznie większe, co sprawia, iż fale przechodzą przez nie z mniejszą utratą energii. Takie struktury nie powstają szybko, dlatego naukowcy podejrzewają, że mogą być niezwykle stare.
Czytaj też: Peake Deep i sieć rowów większa niż Grand Canyon. Co naprawdę rozdarło oceaniczną skorupę?
Według części badaczy LLSVP mogą mieć setki milionów, a nawet ponad miliard lat. Oznaczałoby to, że są jednymi z najstarszych zachowanych struktur we wnętrzu planety. Ich stabilność wskazuje również, że płaszcz Ziemi nie jest tak dobrze wymieszany, jak wcześniej sądzono, lecz zawiera ogromne, trwałe obszary o odmiennym składzie chemicznym. Struktury te mogą mieć także bezpośredni wpływ na procesy zachodzące na powierzchni Ziemi. Uważa się, że na ich obrzeżach powstają tzw. pióropusze płaszcza, czyli gorące kolumny materii wznoszące się ku powierzchni. To właśnie one mogą być źródłem tzw. hotspotów wulkanicznych, które odpowiadają za powstawanie takich archipelagów jak Hawaje bądź Islandia.
Źródło: Nature, Eureka Alert
