Den dybe del af Jordens midterste lag er på farten.
Ny forskning viser, at den nedre mantel, der ligger mellem 660 og 1.000 kilometer under jordskorpen, er mere dynamisk end tidligere antaget. Dette dybe lag flyder og deformeres travlt i subduktionszoner, hvor plader af oceanisk skorpe springer ned gennem jordens lag som synkende skibe.
"Traditionelt har man troet, at strømmen af klipper i Jordens nedre kappe er langsom, indtil du rammer planetens kerne, med mest dynamisk handling, der sker i den øvre kappe, der kun går til en dybde på 660 km (410 miles)," siger studieleder Ana Ferreira, en seismolog ved University College London og University of Lissabon, sagde det i en erklæring. "Vi har vist, at dette ikke er tilfældet i store regioner dybt under den sydlige Stillehavsrand og Sydamerika."
Forstå lagene
Jordens mantel er lavet af varm klippe, solid, men let bøjet og fordrejet. Overgangen mellem den øverste mantel og den nedre mantel sidder 660 km (660 km) under overfladen. Disse to lag er forskellige; den øverste mantel er for eksempel for det meste lavet af den stødende stenperidotit, mens den nedre mantel er rig på mineraler bridgmanit og magnesium-jernoxid ferropericlase. De to lag er også forskellige i temperatur og tryk.
Ferreira og hendes kolleger begyndte at undersøge den øverste del af den nedre mantel ved hjælp af en computermodel af Jordens indre skabt med 43 millioner reelle seismiske målinger af planeten. Specifikt bruger geofysikere de naturlige ekko fra jordskælv rundt om i verden for at forestille sig hvad der er inde i planeten. Ved at se på, hvordan bølgerne ændrer hastighed og retning, kan forskere hente information om de forskellige sammensætninger af sten og mineral inde i mantlen og give ledetråde om dens struktur og egenskaber.
I undersøgelsen fokuserede forskerne på, hvad der foregik i subduktionszoner, områder, hvor oceanisk skorpe dykker under kontinentale skorpe som et transportbånd, genanvendelse af klipper og mineraler dybt ind i mantlen. Disse plader kaster sig ud mod kernen og krydser grænsen mellem den øverste og nedre mantel.
Dynamisk mantel
Resultaterne viste, at under subduktionszoner er den nedre mantel overraskende dynamisk, især omkring kanterne af pladerne på den gamle skorpe, der springer gennem dens lag. Årsagen, forskerne fandt, ser ud til at være noget, der kaldes "dislokation krybe", som er deformation af krystaller og krystallinsk materiale forårsaget af bevægelse af defekter i krystallerne. Dette krybning er forårsaget af, at skorpelslaget interagerer med mantelstenen, der sporer mantlen til at deformere og (meget langsomt) strømme.
Forskerne fandt bevis for dette krybning under det vestlige Stillehav og Sydamerika, så det er endnu ikke klart, hvor udbredt det er. Hvis aktiviteten er global, kan det antyde, at Jorden afkøles hurtigere end tidligere anslået, sagde studiemedforfatter Manuele Faccenda fra University of Padova i erklæringen.
Selvom mantelens strømning kan virke ret fjernet fra det, der foregår i skorpen, bestemmer det ganske lidt om planetens miljø, sagde Ferreira. Venus har for eksempel en lignende størrelse og placering i kredsløb som Jorden, men dens mantel flyder sandsynligvis meget forskelligt.
”Hvordan mantelstrømme på Jorden kan kontrollere, hvorfor der er liv på vores planet, men ikke på andre planeter, såsom Venus,” sagde hun.
Resultaterne vises i dag (25. marts) i tidsskriftet Nature Geoscience.
