Vreemde Rotsen Gevonden In Earth'S Crustal Graveyard

{h1}

Modellen van hoe de aarde werkt, moeten mogelijk worden gewijzigd, dankzij twee nieuwe onderzoeken die de extreme omstandigheden nabootsen net boven de kern van de planeet.

Modellen van hoe de aardmantel werkt, moeten mogelijk worden gewijzigd, dankzij twee nieuwe onderzoeken die de extreme omstandigheden herstellen net boven de kern van de planeet.

De diepe mantel, een regio die 416 tot 1.800 mijl (670 tot 2900 kilometer) onder het aardoppervlak ligt, is onmogelijk te bereiken en moeilijk om duidelijk te zien met seismische signalen. De kleine wetenschappers die de mantel kennen, zijn afkomstig van aardbevingsgolven, die versnellen en vertragen als ze door verschillende rotslagen in de aarde reizen. Het diepste deel van de mantel heeft rare klodders en seismische langzame zones die de wetenschappers lang hebben verbaasd. Beide nieuwe studies bieden mogelijke verklaringen voor het vreemde seismische gedrag.

In de studies bootsten onderzoekers omstandigheden in de diepe mantel na met experimenten in het laboratorium. Teams die zelfstandig op verschillende continenten werken, fotografeerden lasers op kleine stippen rotsgesteente, geperst tussen diamanten aambeelden.

Eén team concludeerde dat wetenschappers ongelijk hadden over de vorm die een bepaalde rots inneemt in de diepe mantel, die ongeveer de helft van het volume van de aarde uitmaakt. Het andere team vond bewijs voor kleine hoeveelheden van de meest voorkomende oppervlaktesteen op aarde, basalt, samengevoegd in vloeibare vorm aan de kern-mantelrand. De bevindingen worden vandaag (22 mei) gepubliceerd in het tijdschrift Science. [Infographic: hoogste berg tot diepste geul van de oceaan]

"Deze resultaten zijn een nieuwe stap voorwaarts in het reproduceren in het laboratorium van wat zich in de zeer diepe mantel afspeelt", zei Denis Andrault, eerste auteur van een van de studies en een wetenschapper aan de Blaise Pascal-universiteit in Frankrijk.

Mantelminerale mutaties

Uit de studie naar de vorm van mantelgesteenten bleek dat een mineraal dat perovskiet wordt genoemd en dat ongeveer 80 procent uitmaakt van de diepe mantel, zich op diepten van meer dan 1300 kilometer (2.200 km) anders gedraagt ​​dan boven dat niveau.

Een illustratie van de experimentele opstelling die werd gebruikt om de intense druk diep in de aarde na te bootsen.

Een illustratie van de experimentele opstelling die werd gebruikt om de intense druk diep in de aarde na te bootsen.

Krediet: Li Zhang

Het blijkt dat in het laagste deel van de mantel perovskiet twee fasen heeft - verschillende manieren om zijn atomen te rangschikken. De ene "H-fase" heeft een ijzer- en een zeshoekige structuur, terwijl de andere fase ijzervrij is. De H-fase is stabieler bij de temperaturen en drukken die zich dicht bij de kern bevinden, en komt waarschijnlijk vaker voor dan de ijzervrije vorm van perovskiet, zei hoofdstudie auteur Li Zhang, een wetenschapper bij het Centrum voor Hogedrukwetenschap en -technologie Geavanceerd onderzoek in Shanghai.

De bevindingen suggereren dat de minerale samenstelling van de onderste helft van de onderste mantel anders kan zijn dan die van de bovenste helft, zei Zhang. "De samenstelling van de onderste mantel van de aarde kan aanzienlijk verschillen van wat eerder werd gedacht", zei hij.

Geowetenschappers classificeren de lagen van de binnenste aarde volgens de veranderingen in het gesteente type, die vaak worden aangegeven door plotselinge veranderingen in de golfsnelheid van aardbevingen. De ontdekking van de H-fase zal leiden tot een zoektocht door de diepe aarde naar plaatsen waar perovskiet overgaat naar de H-fase, aldus de onderzoekers. [Waar is de aarde van gemaakt?]

Het ontdekken van de nieuwe H-fase opent ook mogelijkheden voor het verbeteren van modellen van het binnenste van de aarde, zei Quentin Williams, een professor aan de universiteit van Californië, Santa Cruz, die niet bij de studies betrokken was. Onderzoekers kunnen nu beter onderzoeken hoe de overgang van de ene minerale fase naar een andere de tektonische convectiecyclus van de planeet beïnvloedt en of er een seismisch signaal is van de verandering.

"Het idee dat 1000 km boven de kern van de aarde, het materiaal zou kunnen scheiden in ijzerrijke en ijzerarme mineralen, is vrij nieuw," zei Williams.

Korst in de kern

Onderzoekers die processen in de aarde modelleren, moeten ook rekening houden met de effecten van het andere diamantaas-experiment dat deze week in Science werd gepubliceerd.

Een foto (genomen door een microscoop) van een gesteentemonster geperst tussen twee ruitvormige aambeelden om de omstandigheden van de diepe mantel van de aarde na te bootsen.

Een foto (genomen door een microscoop) van een gesteentemonster geperst tussen twee ruitvormige aambeelden om de omstandigheden van de diepe mantel van de aarde na te bootsen.

Krediet: Denis Andrault

De tweede studie, door het team van Blaise Pascal University, geeft aan dat afgebroken fragmenten van oceanische korst kunnen smelten rond de kern-mantelgrens. Dit is geen eenvoudige conclusie; basalt kan gemakkelijk smelten onder uitbarstende vulkanen, maar diep-mantelgesteentes gedragen zich vreemd omdat er miljoenen keren meer druk is dan op het aardoppervlak. En de temperaturen in de diepe mantel zijn schroeiend: schattingen lopen van ongeveer 2.800 tot 6.700 graden Fahrenheit, of 1.530 tot 3.700 graden Celsius, hoewel niemand het zeker weet.

De nieuwe experimenten onthulden dat de oceanische korst (het basalt) smelt bij een lagere temperatuur dan de omliggende mantelrotsen in de zone net boven de kern-mantelgrens, 1.800 mijl (2.900 km) diep. Het basalt blijft alleen gesmolten als het in de oude oceanische korst zit, denken de onderzoekers. Zodra de smelt omhoog in de mantel ontsnapt, verandert de chemische vermenging met mantelstenen de vloeistof weer in een vaste stof. [50 verbazingwekkende feiten over de aarde]

De bevindingen zullen van invloed zijn op het debat over hoe lang gesmolten korst zich in de buurt van de kern bevindt, wat de bron van de vloeistof is en hoe het nieuwe bewijs van invloed kan zijn op theorieën over de mantelpluimen die hotspots voeden en warmte binnen de aarde overbrengen.

"Ik vind het opwindend dat het meest voorkomende gesteente aan de oppervlakte van de aarde verantwoordelijk kan zijn voor de structuur direct boven de kern van de aarde", zei Williams.

De diepe mantel is als de opslagkast van de aarde. Sommige onderzoekers denken dat de klodders gesmolten gesteente boven de kern er rotsgesteente kunnen zijn van toen de planeet 4,5 miljard jaar geleden werd gevormd. Maar andere wetenschappers denken dat de convectiekringloop die platentektoniek aandrijft regelmatig oud materiaal naar de oppervlakte brengt, waardoor de diep-mantelvloeistof meer lijkt op kortetermijnopslagvijvers dan op een hamstervlek.

Andrault denkt dat zijn nieuwe bevindingen naar de laatste modus wijzen.

"De aarde blijft een zeer dynamische planeet", zei Andrault.

E-mail Becky Oskin of volg haar @beckyoskin. Volg ons @OAPlanet, Facebook en Google+. Oorspronkelijk artikel op WordsSideKick.com is onze geweldige planeet.


Video Supplement: Our Miss Brooks: First Day / Weekend at Crystal Lake / Surprise Birthday Party / Football Game.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com