Как Загадочный «Мохо» Образуется Под Земной Корой

{h1}

Густой кристаллический дождь, падающий в мантию земли, может объяснить, как образуется таинственная сейсмическая граница, называемая мохо.

Согласно исследованию, опубликованному сегодня (4 декабря) в журнале Nature, плотный кристаллический «дождь», падающий в мантию Земли, может объяснить, как загадочная сейсмическая граница образуется под земной корой.

Модель, основанная на данных о породах вулканических островов, которые врезались в Азию и Аляску, подтверждает давние идеи о том, как рождаются континенты.

«Есть много вещей, которые я думаю, что это исследование разрешит, и много вопросов, которые останутся», - сказал ведущий автор и геолог MIT Оливер Ягуц.

Сейсмическая граница, исследованная Ягуцем и соавтором Марком Беном из Океанографического института Вудс-Хоул в Вудс-Холе, штат Массачусетс, названа по имени Мохо в честь хорватского сейсмолога Андрии Мохорович. В 1909 году Мохорович осознал, что волны землетрясения внезапно ускорились на четко очерченной границе, которая колеблется примерно в 25 милях (40 километрах) под континентами. Открытие показало, что Земля была разделена, с более легкой корой и более плотной мантией, где сейсмические волны распространялись быстрее.

Поскольку Мохо так глубоко, никто никогда не видел его напрямую, но ученые потратили целую карьеру, объясняя, почему он существует и как он формируется.

Неуместный Мохо

Одна непреходящая загадка - отсутствующий Мохо - отсутствие границы под цепями вулканических островов, таких как острова Идзу-Бонин в Японии, которые возвышаются над сталкивающимися тектоническими плитами. Поскольку эти «островные дуги» являются строительными блоками континентов, пропавший Мохо является загадкой. Например, у восточного побережья Северной Америки есть четкое, четкое Мохо, но оно также стегано от множества вулканических цепей, врезавшихся в край континента несколько сотен миллионов лет назад. Другая проблема заключается в том, что породы на континентах на 10 процентов богаче кремнеземом, чем океаническая кора, которая является источником магмы, питающей цепи вулканических островов. [Инфографика: от самой высокой горы до самой глубокой океанской впадины]

«Если мы хотим произвести континентальную корку в дугах, у нас останутся две проблемы», - сказал Ягуц на OurAmazingPlanet из WordsSideKick.com. «Камни, которые мы находим на поверхности континентов, напоминают лавы, которые извергаются в зонах субдукции, но должен быть механизм, который приводит к расплаву от 50 до 60 процентов [более богатых кремнеземом]», - сказал он. «Другая проблема, с которой мы сталкиваемся, - это структурная проблема. Каким-то образом нам нужно представить этот основной структурный разрыв, Мохо, которого у нас нет в дугах, но у нас есть на континентах».

Чтобы разгадать загадку Мохо, Ягуц и Бен нашли способ взглянуть на нижнюю кору с помощью фрагментов бывших вулканических островных цепей, которые теперь вытолкнуты на поверхность в горных поясах Пакистана и Аляски. Эти скалы были когда-то от 25 до 31 миль (40-50 км) в глубину. Они создали геофизическую модель земной коры на основе горных пород и сравнили ее с сейсмическими данными из сегодняшних островных дуг.

Планетарные окна

Скалы Пакистана напоминают современные островные арки. Нет резкого контраста плотности, который мог бы создать границу Мохо. Слои показывают толстый, непрерывный участок горных пород одинаковой плотности, таких как габбро, на глубине Мохо. Но на Аляске эти камни отсутствуют. Вместо этого, на глубине, где мог бы сидеть Мохо, наблюдается резкое увеличение плотности в слоях горных пород, когда вместо габбро используются скалы, называемые гарцбургитами и дунитами.

Ягуц считает, что отсутствующие плотные камни дают ключ к тому, что происходит на вулканических дугах.

Внутри Земли, в нижней коре, с основания коры падает «дождь» из плотного кристаллического материала (называемого кумулятами). Камни более плотные, чем нижележащая мантия, и опускаются на Землю. Этот процесс, известный как расслоение или осаждение, постоянно отшелушивает кусочки нижней коры.

«Это как айсберги, но вещи, которые на самом деле выпадают, на самом деле под водой», - сказал Ягуц.

По словам Ягуца, удаление этих плотных камней оставляет более легкие, богатые кремнием материалы - как камни, найденные на континентах. [Гранит: основа земли]

Опускаясь

Исследователи считают, что Мохо начинает появляться с большими изменениями в вулканизме, например, когда прекращается таяние или прекращается субдукция. Поскольку цепочки вулканических островов появляются над зонами субдукции, где тектоническая плита погружается в мантию и выделяет жидкости, которые вызывают таяние, новая магма поднимется вверх и заменит недостающую кору. Но без новой магмы, пополняющей кристаллический дождь, в конечном счете, между более легким материалом в коре и плотной мантией внизу появится четкая граница.

«Когда это произойдет, мантия некоторое время будет оставаться относительно горячей, и материал будет продолжать опускаться вниз», - сказал Ягуц.

Геолог Сюзанна Кей из Корнелльского университета, один из первоначальных сторонников расслаивания коры на островных дугах, сказала, что исследование было «интересной статьей», но не затрагивает значимых новых направлений.

«Идея расслаивания в океанических и континентальных дугах и связь с составом континентальной коры путем расслаивания существует уже более 20 лет, и другие также думают об окончательной судьбе расслаивающегося материала», - сказал Кей в своем выступлении. интервью по электронной почте.

Напишите Бекки Оськин или следуйте за ней @beckyoskin. Подпишитесь на нас @OAPlanet, Facebook и Google+. Оригинальная статья на Наша Наумная Планета WordsSideKick.com.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com