Παλαιότερο από το φεγγάρι
Ο μανδύας της Γης - το στρώμα μεταξύ του φλοιού και του εξωτερικού πυρήνα - είναι το σπίτι μιας αρχέγονης «σούπας» ακόμη παλιότερη από το φεγγάρι. Ανάμεσα στα κύρια συστατικά της είναι το ήλιο-3 (He-3), ένα απομεινάρι του Big Bang και τις αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης στα αστέρια. Και ο μανδύας είναι μόνο η επίγεια πηγή. Οι επιστήμονες που μελετούν τα ηφαιστειακά hotspots έχουν ισχυρή απόδειξη αυτού, που αναβλύζει από το βαθύ μανδύα της Γης. Αρχέγονες δεξαμενές στα βαθιά της Γης, αποτελούν δείγμα από έναν μικρό αριθμό ηφαιστειακών hotspots σε παγκόσμιο επίπεδο, που έχουν αυτή την αρχαία He-3/4 υπογραφή.
Εμπνευσμένοι από ένα έγγραφο του 2012 που πρότεινε μια συσχέτιση μεταξύ αυτών των hotspots και την ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων που διακινούνται μέσω εσωτερικού της Γης, ο γεωχημικός Μάθιου Τζάκσον από το UC Santa Barbara συνεργάστηκε με τους συντάκτες του αρχικού εγγράφου - Thorsten Becker του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Όστιν και Jasper Κonter του Πανεπιστημίου της Χαβάης - για να δείξει ότι μόνο τα πιο καυτά σημεία [hotspots] με την βραδύτερη ταχύτητα του κύματος έχουν σχηματιστεί από την πρωτόγονη δεξαμενή νωρίς στην ιστορία του πλανήτη.
"Χρησιμοποιήσαμε τη σεισμολογία του ρηχού μανδύα - το ρυθμό με τον οποίο τα σεισμικά κύματα ταξιδεύουν μέσα από τη γη κάτω από φλοιό του - για να εξάγουμε συμπεράσματα σχετικά με το βαθύτερο μανδύα", είπε ο Τζάκσον, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Επιστήμης της Γης του UCSB. "Σε απόσταση 200 χιλιομέτρων, ο ρηχός μανδύας έχει τη μεγαλύτερη μεταβλητότητα σε σεισμικές ταχύτητες - περισσότερο από 6%. Η μεταβλητότητα, η οποία υποθέτουμε σχετίζεται με τη θερμοκρασία, συσχετίζεται με He-3. "
Για τη μελέτη τους, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τα τελευταία σεισμικά μοντέλα της ταχύτητας της Γης και 35 χρόνια από τα δεδομένα ηλίου. Όταν μελέτησαν τα ωκεάνια hotspots με υψηλά επίπεδα He-3/4 για σεισμικές ταχύτητες των κυμάτων, διαπίστωσαν ότι αυτές αντιπροσωπεύουν τα πιο ζεστά hotspots, με τα σεισμικά κύματα που κινούνται πιο αργά από ό, τι σε πιο δροσερές περιοχές. Ανέλυσαν επίσης την ανοδική ροή των hotspot, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μετρήσουμε πόσο έχει λιώσει ένα συγκεκριμένο hotspot. Στη Χαβάη, τα νησιά Γκαλαπάγκος, τη Σαμόα και το Νησί του Πάσχα, καθώς και στην Ισλανδία, τα hotspots είχαν υψηλά επίπεδα πλευστότητας, επιβεβαιώνοντας ένα βασικό κανόνα της φυσικής: το θερμότερο, είναι το πιο ελαφρύ.
"Βρήκαμε ότι όσο μεγαλύτερη είναι η ροή άνωσης του hotspot, τόσο περισσότερο λιώσιμο παράγει ένα hotspot και το πιο πιθανό ήταν να έχουν υψηλό He-3/4", είπε ο Τζάκσον. "Θερμότερες στήλες όχι μόνο έχουν πιο αργή σεισμική ταχύτητα και μεγαλύτερη ροή άνωσης hotspot, μπορούν επίσης να είναι αυτά με τα υψηλότερα He-3/4. Αυτή είναι η πρώτη φορά που το He-3/4 έχει συσχετιστεί με ταχύτητες του ρηχού μανδύα και την άνωση του hotspot σε παγκόσμιο επίπεδο. "
Ο Becker σημειώνει ότι η συσχέτιση δεν συνεπάγεται αιτιότητα, "αλλά είναι αρκετά ικανό αυτό που βρήκαμε να οδηγεί σε ένα εύλογο μηχανισμό:. Η αρχέγονη ουσία προτιμήθηκε από τις πιο δυναμικές θερμοχημικές αναβλύσεις."
Οι συγγραφείς ήθελαν επίσης να μάθουν γιατί μόνο τα πιο καυτά, πιο δυναμικά λοφία έχουν υψηλό He-04.03.
"Η εξήγηση που καταλήξαμε - και που προσομοιώσεις το έχουν προτείνει εδώ και πολύ καιρό - είναι ότι ό,τι αυτή η δεξαμενή είναι με πρωτόγονο ήλιο, θα πρέπει να είναι πραγματικά πυκνό, έτσι ώστε μόνο το πιο καυτό, πιο δυναμικό λοφίο που μπορεί να συμπαρασύρει κάποιο από αυτό στην επιφάνεια, "είπε ο Τζάκσον. "Αυτό είναι λογικό και εξηγεί επίσης πώς κάτι τόσο αρχαίο μπορούσε να επιβιώσει στον χαοτικά κινούμενο μανδύα για 4,500 δισ. χρόνια. Σε αντίθεση η πυκνότητα καθιστά πιο πιθανό ότι η αρχαία δεξαμενή ηλίου σώζεται παρά αναμιγνύεται μακριά. "
"Δεδομένου ότι αυτός ο συσχετισμός της γεωχημείας και σεισμολογίας κατέχει πλέον από ισότοπα ηλίου σε αυτό το έργο με τις συνθέσεις που εξετάστηκαν το 2012, φαίνεται ότι οι γεωχημικές παραλλαγές θα πρέπει να επανεξεταστούν από την προοπτική της πλευστότητας", κατέληξε o Κonter.
Γεωδίφης
Πηγή-Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Santa Barbara