Запуская взрывы и прислушиваясь к их реверберациям в глубине Земли, ученые взяли эквивалент компьютерной томографии основания тектонической плиты. Результаты показывают, что основание имеет тонкий скользкий слой, который может помочь плите перемещаться по более вязкому слою породы внизу, и может объяснить, что движет тектоникой плиты.
Связанный контент
- Исследование говорит, что тектоника плит Земли может быть просто фазой
- Алмазы держат в секрете о тектонике плит
Теория тектоники плит описывает, как плиты породы, которые составляют твердую оболочку Земли, литосферу, толкаются вокруг, образуя структуры, такие как континенты, горы и глубокие океанические траншеи. Теория объясняет ключевые аспекты планеты, в том числе континентальный дрейф, землетрясения и вулканы. Но теория тектоники плит существует всего 50 лет, и ученые все еще прорабатывают многие детали.
Тим Стерн из новозеландского университета Виктории и его коллеги хотели лучше понять опасность землетрясения в регионе Веллингтон, Новая Зеландия. Несколько лет назад команда организовала серию геологических постов для прослушивания вдоль линии через Новую Зеландию, где Тихоокеанская плита погружается или ныряет под Австралийскую плиту. Они проделали серию отверстий вдоль этой линии, заполнили отверстия взрывчаткой, перекрыли отверстия гравием и начали взрывы один за другим. Затем исследователи использовали оборудование для прослушивания, чтобы увидеть, как результирующие сейсмические волны перемещаются через пластину, что позволяет им создавать изображение того, что они не могли непосредственно видеть.
На этом мультфильме показана океаническая литосфера Тихоокеанской плиты, проходящая под континентальной Австралийской плитой. Увеличенное справа показывает канал в основании пластины, который позволяет пластине скользить беспрепятственно. (Тим Стерн) Исследователи были удивлены, обнаружив, что их данные позволяют им увидеть около 62 миль под поверхностью, область, которая включает в себя основание субдуцирующей тихоокеанской плиты. При толщине всего 45 миль пластина оказалась тоньше, чем предполагалось, сообщает сегодня команда Nature . Граничная область между плитой и нижним вязким слоем, называемая астеносферой, также была значительно тоньше - всего около 3200 футов. Чуть ниже был канал толщиной 6 миль, возможно, содержащий воду или расплавленную скалу, который, по словам исследователей, смазывает движение плиты, подобно тому, как тонкий слой расплавленной воды под лыжами помогает лыжнику скользить по снег.
По словам Стерна, полученные данные имеют важное значение для определения сил, действующих на тектонические плиты, и того, как плиты движутся. Существуют две конкурирующие теории о том, что движет движением плит: Одна утверждает, что конвекция в глубокой мантии управляет тектоникой плит. Вторая теория гласит, что пластины движутся из-за сил, которые тянут и толкают края, где они опускаются ниже своих соседей. По словам Стерна, тонкий скользкий канал, подобный тому, который был обнаружен в новом исследовании, может отделить пластину от мантии, делая теорию конвекции менее вероятной.
Исследование также может объяснить давнюю тайну Гавайских островов. Цепочка островов была образована стационарной горячей точкой, где магма выталкивается на поверхность. По мере движения Тихоокеанской плиты над горячей точкой вулканические силы создают новые острова. Как-то Стерн отмечает, что несколько миллионов лет назад цепь изменила направление на 30 градусов. Этот поворот беспокоит геофизиков, говорит он, но теоретическое исследование предсказало, что слой с низкой вязкостью под пластиной мог бы объяснить явления - слой, подобный тому, который только что обнаружили в Новой Зеландии.
