Geologen haben zwei bizarre „Flecken“, die tief im Erdinneren entdeckt wurden, genau analysiert

Das Innere der Erde ist keine gleichmäßige Schichtung. Am unteren Rand seiner dicken Mittelschicht befinden sich zwei kolossale Klumpen aus thermochemischem Material.

Bis heute wissen Wissenschaftler immer noch nicht, woher diese beiden kolossalen Strukturen stammen oder warum sie so unterschiedliche Höhen haben, aber eine neue Reihe geodynamischer Modelle hat eine mögliche Antwort auf dieses neueste Rätsel gefunden.

Diese verborgenen Stauseen befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Welt, und nach der tiefen Ausbreitung seismischer Wellen zu urteilen, ist der Abfall unter dem afrikanischen Kontinent mehr als doppelt so hoch wie unter dem Pazifischen Ozean.

Nach Hunderten von Simulationen glauben die Autoren der neuen Studie, dass die Gicht unter dem afrikanischen Kontinent weniger dicht und weniger stabil ist als ihr pazifisches Gegenstück und deshalb so viel höher ist.

„Unsere Berechnungen haben ergeben, dass das anfängliche Volumen der Kleckse ihre Höhe nicht beeinflusst“, Erklären Geologe Qian Yuan von der Arizona State University.

„Die Höhe der Tropfen wird hauptsächlich durch ihre Dichte und die Viskosität des umgebenden Mantels gesteuert.“

3D-Ansicht des Erdmantelabfalls unter Afrika. (Mingming Li/ASU)

Eine der Hauptschichten im Inneren der Erde ist die warme, leicht klebrige Masse, die als Mantel bekannt ist, eine Schicht aus Silikatgestein, die sich zwischen dem Kern unseres Planeten und seiner Kruste befindet. Während der Mantel größtenteils fest ist, verhält er sich ein bisschen wie Teer auf längeren Zeitskalen.

Im Laufe der Zeit steigen allmählich Säulen aus heißem Magmagestein durch den Mantel und tragen vermutlich zur vulkanischen Aktivität auf der Oberfläche des Planeten bei.

Zu verstehen, was im Mantel passiert, ist daher eine große Anstrengung der Geologie.

Die pazifischen und afrikanischen Tropfen wurden erstmals in den 1980er Jahren entdeckt.Wissenschaftlich werden diese „Super Plumes“ als „Super Plumes“ bezeichnet große Provinzen mit niedriger Scherrate (LLSVP).

Im Vergleich zum pazifischen LLSVP ergab die aktuelle Studie, dass sich das afrikanische LLSVP etwa 1.000 Kilometer (621 Meilen) höher erstreckt, was frühere Schätzungen stützt.

Dieser große Höhenunterschied deutet darauf hin, dass diese beiden Tropfen unterschiedliche Zusammensetzungen haben. Die Auswirkungen auf den umgebenden Mantel sind jedoch unklar.

Vielleicht erklärt zum Beispiel die weniger stabile Natur des afrikanischen Haufens, warum es in Teilen des Kontinents einen so intensiven Vulkanismus gibt. Es könnte auch die Bewegung von tektonischen Platten beeinflussen, die auf dem Mantel schwimmen.

Andere seismische Modelle haben herausgefunden, dass sich das afrikanische LLSVP bis zu 1.500 Kilometer über dem äußeren Kern erstreckt, während das pazifische LLSVP eine maximale Höhe von 800 Kilometern erreicht.

In Laborexperimenten, die darauf abzielen, das Erdinnere nachzubilden, scheinen die afrikanischen und pazifischen Stapel durch den Mantel auf und ab zu oszillieren.

Die Autoren der aktuellen Studie sagen, dass dies ihre Interpretation bestätigt, dass das afrikanische LLSVP wahrscheinlich instabil ist, und dasselbe könnte für das pazifische LLSVP gelten, obwohl ihre Modelle dies nicht zeigten.

Die unterschiedliche Zusammensetzung der pazifischen und afrikanischen LLSVPs könnte auch durch ihre Herkunft erklärt werden. Wissenschaftler wissen immer noch nicht, woher diese Tropfen kommen, aber es gibt zwei Haupttheorien.

Die erste ist, dass Pfähle aus gemacht werden subduzierte tektonische Plattendie in den Mantel kriechen, überhitzt werden und allmählich nach unten fallen und zur Gicht beitragen.

Eine andere Theorie besagt, dass die Blobs sind Überbleibsel der alten Kollision zwischen der Erde und dem Protoplaneten Thea, der uns unseren Mond schenkte.

Die Theorien schließen sich auch nicht gegenseitig aus. Zum Beispiel könnte Thea mehr zu einem Blob beigetragen haben; Das könnte einer der Gründe sein, warum sie heute so anders aussehen.

„Unsere Kombination aus Analyse seismischer Ergebnisse und geodynamischer Modellierung liefert neue Einblicke in die Natur der größten Strukturen der Erde im tiefen Inneren und ihre Wechselwirkung mit dem umgebenden Erdmantel“, genannt Yuan.

„Diese Arbeit hat weitreichende Auswirkungen auf Wissenschaftler, die versuchen, den aktuellen Status und die Entwicklung der tiefen Mantelstruktur sowie die Natur der Mantelkonvektion zu verstehen.“

Die Studie wurde veröffentlicht in Natur Geowissenschaften.