Di dalam mantel ada gunung

Gunung setinggi tiga kilometer di perbatasan antara mantel atas dan bawah

Batas antara mantel atas dan bawah tidak datar, tetapi dilintasi oleh pegunungan dan lembah. © Naeblys / iStock
membacakan

Topografi Tersembunyi: Jauh di dalam planet kita memiliki gunung dan lembah yang mirip dengan permukaannya. Karena batas antara mantel atas dan bawah secara mengejutkan tidak merata, seperti yang diungkapkan oleh analisis seismik. Zona transisi pada kedalaman 660 kilometer dengan demikian membentuk riak skala kecil dengan ukuran satu hingga tiga kilometer, seperti yang dilaporkan para peneliti dalam jurnal "Science".

Mantel sering disajikan sebagai massa kemerahan yang agak seragam. Tapi gambar ini bodoh. Karena pada kenyataannya ada setidaknya dua zona transisi yang jelas dalam mantel. Pada kedalaman sekitar 410 kilometer, olivin mineral dominan menjadi wadsleyite dan ringwoodite hidro. Pada kedalaman 660 kilometer, batas antara mantel atas dan bawah mengikuti - ini terkait dengan transformasi baru dari struktur mineral.

Hanya keriting atau pegunungan?

Tapi seperti apa perbatasan antara mantel atas dan bawah ini? Apakah datar atau memiliki topografi yang mirip dengan permukaan bumi? Analisis awal telah menunjukkan bahwa zona transisi dari lapisan atas ke lapisan bawah sebenarnya bervariasi dengan kedalaman 30 hingga 40 kilometer. Dalam gelombang lembut ratusan hingga ribuan kilometer, batas ini meluas ke seluruh dunia.

Lintasan gelombang gempa melalui interior bumi (skema yang disederhanakan). © MMCD MEDIA BARU

Tetapi apakah ada benjolan skala kecil dalam bentuk gunung dan lembah, sejauh ini tidak jelas. "Fakta bahwa permukaan bumi dan batas inti tidak merata dalam ukuran dari seribu kilometer ke kilometer membuat kita berharap hal yang sama terjadi di bank diskon sepanjang 660 kilometer, " kata Wenbo Wu dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok di Wuhan dan timnya.

Gelombang primer gempa sebagai "sinar-X"

Dalam mencari "benjolan" seperti itu, Wu dan timnya kini telah menganalisis gelombang utama gempa bumi yang sangat kuat dan dalam. Perubahan tempo mereka mengungkapkan kedalaman di mana ada zona transisi di bagian dalam bumi. Dengan menganalisis gelombang P gelombang pendek yang tersebar di bagian dalam bumi, para peneliti dapat menyelidiki batas antara mantel atas dan bawah untuk pertama kalinya secara seismik, hingga beberapa kilometer. pameran

Hasilnya: Transisi antara mantel atas dan bawah memang pegunungan. Topografi perbatasan ini memiliki banyak puncak dan tenggorokan besar di satu hingga tiga kilometer, seperti yang dilaporkan para peneliti. Kekasaran ini terjadi tidak hanya di lingkungan zona subduksi, di mana lempeng bumi didorong jauh ke dalam mantel, tetapi juga di tempat lain - jika tidak di mana-mana.

Indikasi untuk perbedaan kimia

Yang menarik adalah bahwa, menurut teori, gunung dan lembah seperti itu hanya dapat dibuat dan dilestarikan jika zona transisi di mantel bumi tidak semata-mata didasarkan pada perbedaan suhu dan tekanan. Sebaliknya, benjolan ini juga harus dikaitkan dengan perbedaan kimia: "Topografi skala kecil dari batas 660 kilometer kemungkinan besar dijelaskan oleh faktor kimia, " kata Wu dan rekan-rekannya. kolega.

Mantle Convection Model: Apakah mantel mantel menutupi sepenuhnya? Schm H. Schmeling, Universitas Frankfurt / CC-by-sa 3.0

Ini menarik karena perbedaan kimia seperti antara mantel atas dan bawah juga memungkinkan kesimpulan tentang arus di interior bumi. Sampai sekarang, tidak jelas apakah arus konveksi besar menutupi seluruh mantel bumi. Keberadaan batas "pegunungan" dan perbedaan kimia sekarang menunjukkan bahwa mantel yang lebih rendah tampaknya tidak berpartisipasi dalam arus ini, seperti yang dijelaskan oleh para peneliti.

Peninggalan hari-hari awal

"Temuan ini dapat membantu menjawab pertanyaan mendasar tentang evolusi Bumi, " tulis Christine Houser dari Tokyo Institute of Technology dalam komentarnya. Karena jika mantel itu tidak ikut serta dalam "percampuran besar, " peninggalan dari permulaan awal planet kita masih bisa dilestarikan di dalamnya. (Sains, 2019; doi: 10.1126 / science.aav0822)

Sumber: Sains

- Nadja Podbregar