Мистериозните „петна“ в мантията на Земята не са това, което си мислехме, твърди проучване
Лавата, която изригва от горещи точки по света, изглежда идва от подобна прародителска магма, открива ново изследване
Лавата по целия свят може да идва от същия прародител на магмата дълбоко в средния слой на Земята, открива ново изследване. Проучването предполага, че дълбоката мантия, където възниква магмата, е по-еднородна, отколкото смятаха учените. Вместо да бъде подобна на смесица от скални композиции, мантията може да бъде по-скоро като смесено смути - добре смесено и подобно навсякъде.
„Това ни казва, че мантията вероятно е много по-проста, отколкото си мислехме, че е“, каза Матийс Смит, учен по Земята в Университета на Британска Колумбия.
Следователно структурите, наблюдавани в дълбоката мантия, може да не са признаци на различни видове скали, а по-скоро температурни разлики в един и същи вид скали, каза Смит.
Проучването изследва лави от горещи точки, които идват от струи, които се издигат нагоре от дълбоката мантия на Земята и изригват от вулкани на повърхността на планетата. Самоа, Хавай и Исландия са горещи точки. Лавите, които изригват в горещи точки по света, се различават по своите микроелементи, което учените традиционно тълкуват като означаващо, че мантията има много различни резервоари от различни скали, които не се смесват или се смесват бавно, каза Пол Такли, геофизик от ETH Zürich. Но мащабните компютърни модели на мантията предполагат, че този слой от Земята вероятно се смесва ефективно. Ако случаят е такъв, възможно е всички магми да започват еднакво в долната мантия и да се диференцират, докато се издигат през горната мантия.
„Имаме сто супи“, обясни Смит „Правим ли ги от сто различни кубчета бульон, или всъщност имаме 100 различни супи, които сме направили от едно и също кубче бульон?“
Няма начин да се надникне директно в долната мантия, но лавите от горещи точки наистина имат химически белези, които подсказват тяхната история. Смит и колегите му изследваха концентрациите на лава от три елемента - никел, ниобий и хром. Тези елементи се държат различно, докато стопилките се издигат и променят по пътя си към повърхността: Никелът има тенденция да се включва в кристали, така че течните части на стопилката имат все по-ниски концентрации на никел, докато стопилката преминава през повече промени. Хромът прави същото в различна времева линия, докато ниобият има тенденция да остане в течността. Разглеждайки пропорциите на тези различни елементи, изследователите можеха да разберат кои лави са преминали през най-много промени от първоначалния си източник и кои са по-близки до тази прародителна мантийна магма.
В лавите на горещи точки по света изследователският екип видя същите тенденции в тези елементи - и големи прилики в състава на лавите, които са се променили най-малко. Резултатите показват, че лавите по света са различни не защото идват от различен запас, а защото се променят, докато се издигат през различни скали в горната мантия и кора.
„Всички лави на горещи точки сочат към един и същ начален състав“, каза Смит.
Учените все още не са съгласни относно състава на дълбоката мантия. Има странни структури близо до границата между ядрото и мантията, наречени големи провинции с ниска скорост на срязване (LLVP), където сеизмичните вълни от земетресения се движат необичайно бавно. Някои учени предполагат, че тези структури може да са останки от древни космически скали , които са удряли Земята скоро след нейното формиране, или може би, че са материал от древната земна кора, набутана дълбоко от подчинени тектонични плочи.
LLVPs са свързани с издигащите се облаци на мантията, които в крайна сметка произвеждат лава от горещи точки, така че новото проучване може да показва, че всички тези обяснения са прекалено сложни. Вместо това, каза той, странните структури може да имат същия състав като останалата част от мантията. Единствената разлика тогава ще бъде температурата на тези области.
„Тенденцията показва, че съставките са тези, които правят супите различни, а не бульонът. Това е доста фундаментална промяна в начина, по който гледаме на мантията“, каза Смит. Съставките – всички различни скали, през които лавите преминават, докато се издигат – все още са важни, добави той, защото те обясняват много за това как си взаимодействат кората и мантията. Но сега няма нужда от сложни обяснения за това как някои части от мантията са останали запазени на място в продължение на милиарди години.
„Най-накрая сме освободени от тази идея, че има несмесени джобове вътре в мантията, които са седели там, откакто е създадена Земята“, каза Смит.