Potonuli svjetovi ispod Tihog oceana

Desetljećima su znanstvenici stvarali bolju sliku unutrašnjosti Zemlje pomoću seizmografa izradom 3D slika stvorenih mjerenjem kako seizmički valovi od potresa odjekuju duboko unutar našeg planeta.

Ova je metoda pomogla identificirati drevne dijelove kore planeta, poznate kao subducirane ploče ili kolokvijalno "potonuli svjetovi", koje su povučene u plašt kroz subdukcijske zone gdje se susreću tektonske ploče.

U novoj studiji objavljenoj u časopisu Scientific Reports, istraživači švicarskog tehnološkog instituta ETH Zurich, otkrili su brojne potencijalne subducirane ploče diljem Zemljinog plašta, koristeći novu vrstu seizmografskog snimanja, na mjestima gdje ne bi trebale biti.

Novo modeliranje otkriva zone ispod zapadnog Pacifika gdje takav materijal do danas nije otkriven i, prema trenutnim teorijama, ne bi trebao biti pronađen.

Rezultati predstavljaju izazov našem trenutnom razumijevanju načina na koji Zemlja funkcionira pa su stoga potrebni još bolji modeli kako bi se ovaj materijal preciznije definirao.

Nitko ne može vidjeti unutrašnjost Zemlje, niti itko može bušiti dovoljno duboko da uzme uzorke stijena iz plašta, sloja između Zemljine jezgre i najudaljenijeg, krutog sloja litosfere, ili tamo izmjeriti temperaturu i tlak. Zato geofizičari koriste neizravne metode kako bi vidjeli što se događa duboko pod našim nogama.

Na primjer, koriste seizmograme ili snimke potresa kako bi odredili brzinu kojom se šire valovi potresa. Zatim koriste te podatke za izračunavanje unutarnje strukture Zemlje. To je vrlo slično načinu na koji liječnici koriste ultrazvuk za snimanje organa, mišića ili vena unutar tijela bez otvaranja.

Kada Zemlja podrhtava, seizmički valovi šire se iz epicentra u svim smjerovima. Na putu kroz Zemlju se lome, prelamaju ili reflektiraju. Brzina širenja valova ovisi o vrsti vala, ali i o gustoći i elastičnosti materijala kroz koji valovi prolaze. Seizmografske postaje bilježe te različite valove, a na temelju tih snimaka geofizičari mogu zaključivati ​​o građi i sastavu Zemlje te ispitivati ​​procese koji se unutar nje odvijaju.

Koristeći seizmičke snimke, znanstvenici su odredili položaj potopljenih tektonskih ploča u Zemljinom plaštu. Uvijek su ih pronalazili tamo gdje su očekivali da će biti, u području poznatom kao subdukcijske zone, gdje se dvije ploče susreću i jedna pod drugu pada u unutrašnjost Zemlje. To je pomoglo znanstvenicima da istraže tektonski ciklus ploča, tj. pojavu i uništavanje ploča na Zemljinoj površini kroz povijest našeg planeta.

Sada je tim geofizičara s ETH Zurich i Kalifornijskog instituta za tehnologiju došao do iznenađujućeg otkrića. Koristeći novi model visoke rezolucije, otkrili su daljnja područja u unutrašnjosti Zemlje koja izgledaju kao ostaci potopljenih ploča.

Ipak, ona se ne nalaze tamo gdje se očekivalo. Umjesto toga, ona su ispod velikih oceana ili u unutrašnjosti kontinenata, daleko od granica tektonskih ploča, gdje također nema geoloških dokaza subdukcije u prošlosti.

Ono što je novo u njihovom pristupu modeliranju je da istraživači ETH-a ne koriste samo jednu vrstu potresnog vala za proučavanje strukture Zemljine unutrašnjosti, već sve njih. Stručnjaci taj postupak nazivaju inverzijom punog valnog oblika. To čini model vrlo računalno intenzivnim, zbog čega su istraživači koristili superračunalo Piz Daint na CSCS-u u Luganu.

Jedna od novootkrivenih zona je ispod zapadnog Pacifika. Međutim, prema trenutnim teorijama o tektonskim pločama i spoznajama, ondje ne bi trebalo biti materijala iz subduciranih ploča, jer je nemoguće da su u novijoj geološkoj povijesti u blizini postojale subdukcijske zone. Istraživači ne znaju sa sigurnošću o kojem je materijalu riječ i što bi to značilo za unutarnju dinamiku Zemlje.

Zasad istraživači mogu samo nagađati pa primjerice vjeruju da je moguće da to nije samo hladni pločasti materijal koji je subducirao u posljednjih 200 milijuna godina, kao što se prije pretpostavljalo.

"To bi mogao biti drevni materijal bogat silicijevim dioksidom koji je bio tamo od formiranja plašta prije otprilike 4 milijarde godina i preživio je unatoč konvektivnim pokretima u plaštu, ili zone u kojima se nakupljaju stijene bogate željezom kao posljedica kretanja plašta tijekom milijardi godina", navode istraživači koji kažu da je potrebno više istraživanja s još boljim modelima kako bi se vidjeli daljnji detalji Zemljine unutrašnjosti.