Nowe badanie pokazuje, że ogromna, tajemnicza struktura pod Hawajami, naukowo sklasyfikowana jako strefa mega-ultra-ultraniskiej prędkości (mega-ULVZ), nie jest stopioną masą, jak wcześniej sądzono, ale raczej gęstą, stałą formacją bogatą w żelazo. Odkrycie zasadniczo zmienia nasze rozumienie sposobu utrzymywania się superwulkanów wulkanicznych, takich jak Hawaje, i zapewnia bezprecedensowy wgląd w głębokie wnętrze Ziemi.
Mega-UNSZ: Co to jest i dlaczego jest ważne
Strefy ultraniskich prędkości (ULZZ) to ogromne obszary znajdujące się w pobliżu granicy między płaszczem Ziemi a jądrem, około 2900 kilometrów pod powierzchnią. Charakteryzują się znacznie wolniejszymi falami sejsmicznymi – dlatego zostały odkryte po raz pierwszy. Mega-UNZZ to największa z tych stref, rozciągająca się na setki kilometrów i często kojarzona z superwulkanami wulkanicznymi w miejscach takich jak Hawaje, Islandia i Markizy.
Jest to ważne, ponieważ strefy te zapewniają bezpośrednią widoczność składu i zachowania głębokiej Ziemi. Badanie ich pomaga nam zrozumieć nie tylko to, jak powstała Ziemia, ale także ewolucję innych planet.
Żelazo, nie roztopiona owsianka
Przez wiele lat jedna z wiodących teorii sugerowała, że mega-UNSZ składają się głównie z częściowo stopionego materiału. Jednak nowe badanie opublikowane 28 stycznia w czasopiśmie Science Advances temu zaprzecza. Naukowcy pod kierunkiem Doyoung Kim z Imperial College w Londynie zastosowali nowe podejście, łącząc fale sejsmiczne ściskające (P) i ścinające (S), do analizy mega-USS pod Hawajami.
Dowody zdecydowanie sugerują, że struktura składa się głównie z twardej skały o dużej zawartości żelaza. Według Kima: „Ponieważ jest to materiał bogaty w żelazo, będzie lepiej przewodził prąd elektryczny, a to faktycznie będzie sprzyjać przewodzeniu ciepła, więc faktycznie pomoże powstrzymać pióropusz, dzięki czemu będzie trwać dłużej”.
Implikacje dla aktywności wulkanicznej i historii Ziemi
Stała, zawierająca żelazo kompozycja ma znaczące konsekwencje. Wysoka przewodność cieplna żelaza pomaga ustabilizować hawajski superwulkan, zapewniając długotrwałe źródło aktywności wulkanicznej.
Początki mega-UNSZ pozostają przedmiotem dyskusji, ale badanie sugeruje dwie główne możliwości:
- Pozostałości wczesnej ewolucji Ziemi: Struktura może być pozostałością po formowaniu się planety, szczególnie po krystalizacji starożytnego oceanu magmy lub po rekrystalizowanych stopach.
- Subdukowana skorupa oceaniczna: Do jej powstawania może przyczyniać się materiał z głębokiego płaszcza, w tym bogata w wodę skorupa oceaniczna subdukowana przez strefy subdukcji.
Kim zauważa, że nie wszystkie mega-UNSZ są takie same i że niektóre z nich mogą nawet zawierać materiał pochodzący z samego jądra Ziemi. Nowe podejście analityczne umożliwia naukowcom rozróżnienie tego typu HSS na całym świecie.
„Musimy najpierw jasno zrozumieć, co dzieje się na Ziemi, aby w pełni zrozumieć, co dzieje się na innych planetach”. – Doyona Kim
To badanie nie dotyczy tylko Hawajów; jest to krytyczny krok w kierunku zrozumienia powstawania planet i dynamiki głębokiego wnętrza Ziemi. Skład i zachowanie tych ukrytych struktur będzie kształtować nasze rozumienie planety na nadchodzące lata.
