Miljoonien vuosien ajan maapallon pinta on muuttunut jatkuvasti. Mannerlaatat ovat ajelehtineet, valtameret ovat muuttuneet, vuoret ovat nousseet ja laskeneet. Mutta jalkojemme alla, maapallon vaipassa, nämä liikkeet jättävät jälkiä, jotka voivat säilyä tuhansia vuosia. Nyt ryhmä tutkijoita on tunnistanut yhden tällaisista kivettyneistä jäljistä: fragmentin merenpohjasta, joka vajosi yli 250 miljoonaa vuotta sitten ja sijaitsee edelleen maankuoren siirtymävyöhykkeellä, yli 400 kilometrin syvyydessä Tyynenmeren alla.
Sisältö
Tämä löytö on erittäin merkittävä: se on jäänne muinaisesta subduktiovyöhykkeestä – geologisesta prosessista, jossa yksi tektoninen laatta liukuu toisen alle – joka kuului merilevylle, joka katosi satoja miljoonia vuosia sitten. Sen sijaan, että se olisi uppoutunut kokonaan maapallon ytimeen, kuten aiemmin uskottiin, tämä laatta on jäänyt jumiin niin kutsuttuun siirtymävyöhykkeeseen 410–660 kilometrin syvyyteen. Ja mikä yllättävintä, se on edelleen siellä, ikään kuin geologinen aikakapseli.
Fossiilit maapallon uumenista
Tämän rakenteen ainutlaatuisuus ei piile vain sen iässä, vaan myös sen koossa ja olemassaolon kestossa. Tutkimusryhmä löysi poikkeaman, joka erottuu selvästi ympäristöstään: tavallista paksumpi alue, jossa seismiset nopeudet ovat suuremmat, mikä viittaa alhaisempiin lämpötiloihin. Tämä ”fossiilisen merenpohjan fragmentti” viittaa siihen, että kaikki subduoitu materiaali ei saavuta ydintä. Osa siitä voi jäädä lukituksi tähän välitasoon satojen miljoonien vuosien ajaksi.
Tämä löytö voi myös ratkaista mysteerin, joka on vuosikymmeniä askarruttanut geofyysikoita: jättimäisen rakenteen, joka tunnetaan nimellä Tyynenmeren matalan liukunopeuden alue (LLSVP), tuhoutuminen. LLSVP on ala-mantelin alue, joka reagoi epätavallisella tavalla seismisiin aaltoihin . Uusi tutkimus viittaa siihen, että tämä muinainen subdukoitunut laatta toimi esteenä, joka jakoi alueen fyysisesti kahteen osaan. Toisin sanoen, yli 200 miljoonaa vuotta sitten subdukoitunut pintarakenne muodostaa nykyään planeetan syvän arkkitehtuurin.
Maa liikkuu hitaammin kuin luulin.
Tutkimus paljasti myös jotain odottamatonta: vajoava materiaali liikkuu hitaammin kuin nykyiset mallit ennustavat. Tiimin arvion mukaan materiaalin liike maankuoren läpi voi olla 50 prosenttia hitaampaa kuin odotettiin, mikä kyseenalaistaa joitakin perustavanlaatuisia käsityksiä maapallon sisäisestä dynamiikasta.
Tällä hidastumisella on merkittäviä seurauksia. Jos vaipan toiminta estää tiettyjen materiaalien liikkumisen, se voi vaikuttaa globaaleihin prosesseihin, kuten vulkanismiin, mannerlaattojen liikkeisiin tai jopa maapallon magneettikentän kehitykseen. Itse asiassa näiden syvien vuorovaikutusten ymmärtäminen on tärkeää planeettojen, ei vain maapallon, vaan myös muiden aurinkokunnan kivisten kappaleiden kehityksen mallintamisessa.
Kuinka löytö tehtiin
Saadakseen tämän tiedon tutkijat analysoivat tuhansia seismisiä aaltojen tallenteita, jotka heijastuivat vaipan repeämistä. Nämä aallot, jotka tunnetaan nimellä SS-aaltojen esiasteet, heijastuvat kerrosten välisistä siirtymävyöhykkeistä ja antavat tutkijoille mahdollisuuden tehdä johtopäätöksiä maapallon sisuksen rakenteesta. Yhdistämällä ne globaaleihin tomografisiin malleihin ja edistyneisiin tilastollisiin menetelmiin, tiimi pystyi luomaan yksityiskohtaisen kartan Tyynenmeren alla olevan vaipan siirtymävyöhykkeen paksuudesta ja ominaisuuksista.
Viime vuosikymmenien aikana kerättyjen tietojen laadun ja tiheyden parantumisen ansiosta tutkijat ovat saavuttaneet ennennäkemättömän tason yksityiskohtaisuudessa. Ja se, mitä he näkivät, voi olla vain jäävuoren huippu.
Uuden syvägeologian alku?
Tämä löytö ei vain avaa uutta ikkunaa maapallon kaukaiseen menneisyyteen, vaan herättää myös kysymyksiä, joihin ei ole vielä vastausta. Kuinka monta tällaista fossiilista rakennetta on jalkojemme alla? Ovatko ne voineet muodostaa geologisia muotoja maan pinnalle tietämättämme? Ja kuinka monimutkainen maapallon vaippa on, monimutkaisempi kuin olemme kuvitelleet?
Totuus on, että tämä löytö tehtiin ratkaisevalla hetkellä. Nykyaikainen geologia on käymässä läpi syvällistä muutosta uusien teknologioiden ansiosta, jotka mahdollistavat aiemmin näkymättömän tutkimisen. Ja se, mitä löydämme, on planeetta, joka on dynaamisempi, monimutkaisempi ja ennen kaikkea paljon syvällisempi kuin olemme luulleet.
Jingquan Wangin johtama tutkijaryhmä työskentelee jo näiden tutkimusten laajentamiseksi muihin Tyynenmeren ja planeetan alueisiin. Heidän tavoitteenaan on kartoittaa vanhemmat subduktiovyöhykkeet ja ymmärtää, miten ne ovat vaikuttaneet maapallon lämpö-, rakenne- ja tektoniseen historiaan. Jokainen uusi ”arpi”, joka löydetään planeetan sisällä, voi olla avaintekijä sen evoluution suurenmoisen palapelin ratkaisemisessa.
