Znanstveniki so po desetletjih raziskav razkrili skrivnost nenavadnega pospeška potresnih valov, ki se dogaja približno 2700 kilometrov pod Zemljino površino, v skrivnostni plasti, imenovani D”. Ta plast, ki leži na meji med Zemljinim plaščem in tekočim zunanjim jedrom, je dolgo begala geoznanstvenike.
Zdaj so raziskave, ki jih je vodil profesor Motohiko Murakami z univerze ETH Zürich, pokazale, da za ta pojav stojijo post-perovskitni kristali, katerih poravnava določa, kako hitro potresni valovi potujejo skozi to območje.
Leta 2004 je profesor Murakami odkril, da se perovskit, glavni mineral Zemljinega spodnjega plašča, pod ekstremnimi pritiski in temperaturami v plasti D” spremeni v novo obliko, imenovano post-perovskit. Sprva so znanstveniki domnevali, da ta fazna sprememba pojasnjuje pospešek potresnih valov.
Kasnejše raziskave pa so pokazale, da zgolj prehod v post-perovskit ni dovolj. Ključno odkritje je, da je hitrost potresnih valov odvisna od poravnave kristalov post-perovskita. Ko so ti kristali usmerjeni v isto smer, postanejo trši, kar omogoča hitrejše širjenje valov. To so raziskovalci potrdili z laboratorijskimi poskusi, kjer so poustvarili razmere globoko v Zemlji, kot poroča revija Communications Earth & Environment.
Pretok trdnih kamnin
Ena največjih ugank je bila, kaj povzroča poravnavo teh kristalov. Odgovor leži v konvekcijskem gibanju trdnih kamnin v Zemljinem plašču. Raziskovalci so ugotovili, da se trdne kamnine v plasti D” premikajo horizontalno, podobno kot tekočina, kar povzroča, da se kristali post-perovskita poravnajo v enotni smeri.
Ta proces, ki ga poganja dviganje toplejšega materiala in potapljanje hladnejšega, je primerljiv s konvekcijskimi tokovi v ozračju, kot so tisti, ki povzročajo nevihte. To je prvič, da so znanstveniki eksperimentalno dokazali gibanje trdnih kamnin na tej globini, kar odpira novo poglavje v razumevanju Zemljine notranjosti.
Ker neposreden dostop do plasti D” ni mogoč, so raziskovalci uporabili napredne laboratorijske tehnike. Z uporabo materiala MgGeO3, ki posnema lastnosti post-perovskita, so v laboratoriju ustvarili ekstremne pritiske, ki presegajo 16 milijonov kilogramov na kvadratni centimeter, in visoke temperature.
Kristale so stiskali med diamantnimi konicami in jih segrevali z laserjem, kar jim je omogočilo merjenje hitrosti potresnih valov. Ti poskusi so potrdili, da poravnava kristalov povzroča pospešek valov, kar je skladno z opazovanji v naravi. Po besedah Murakamija, citiranega v ScienceDaily, to odkritje potrjuje dolgoletne teorije o konvekcijskem gibanju v Zemljinem plašču.
Foto: Pixabay/ TheDigitalArtist
