Odkryto tajemnicze fluktuacje 2900 km pod ziemią

Phát hiện biến động bí ẩn sâu 2.900km dưới lòng đất - Ảnh 1. — Satelity GRACE, które latały kolejno w latach 2002–2017, wykryły zmiany w grawitacji Ziemi – zdjęcie: NASA

Badanie, opublikowane w czasopiśmie Geophysical Research Letters, pokazuje, że struktury skalne w najgłębszej części płaszcza mogą dynamicznie zmieniać się w krótkich skalach czasowych. Odkrycia te mogą mieć istotne znaczenie dla zrozumienia, jak powstają silne trzęsienia ziemi lub jak powstaje pole magnetyczne – „tarcza” chroniąca życie na Ziemi.

Zespół badawczy pod przewodnictwem naukowca Charlotte Gaugne Gouranton (Université de Paris), przy znaczącym udziale geofizyczki Isabelle Panet (Université Gustave Eiffel, Francja), wykorzystał dane z misji satelity GRACE (2002-2017), amerykańsko-niemieckiego projektu mającego na celu zmierzenie pola grawitacyjnego Ziemi.

Dwa satelity GRACE poruszają się w tandemie w stałej odległości, co czyni je wyjątkowo precyzyjnymi instrumentami. Gdy satelita wiodący przelatuje nad dużą masą, taką jak pasmo górskie lub wodonośnik, jego silniejsze przyciąganie grawitacyjne powoduje jego nieznaczne przesunięcie, zmieniając jego odległość od satelity lecącego z tyłu. Te zmiany w skali milimetrowej dokładnie odzwierciedlają zmiany grawitacji.

Początkowo GRACE miał służyć głównie do badania obiegu wody: topnienia lodu i poziomu wód gruntowych. Jednak dzięki swojej wyjątkowej czułości zespół zdał sobie sprawę, że może on również „wychwytywać” fluktuacje głęboko pod ziemią. Wcześniej wykorzystali te dane do wykrywania oznak na głębokości setek kilometrów, związanych z silnymi trzęsieniami ziemi.

W nowej analizie zaobserwowano nietypowy sygnał, najwyraźniej zarejestrowany w 2007 roku pod Oceanem Atlantyckim, u wybrzeży Afryki. Charakter tego sygnału całkowicie wykluczał możliwość, że jego przyczyną było przemieszczanie się wody lub lodu na powierzchni. „Przynajmniej część przyczyny musi pochodzić z wnętrza Ziemi, z bardzo głębokich warstw” – podkreślił dr Panet.

Co ciekawe, w tym samym czasie, w 2007 roku, satelity monitorujące pola magnetyczne zarejestrowały również anomalię geomagnetyczną w tym samym obszarze. Zbieżność w czasie i przestrzeni sugeruje, że oba zjawiska – grawitacja i magnetyzm – mogą być dwoma aspektami tego samego głębokiego procesu geologicznego.

Zespół stawia hipotezę, że u podstawy płaszcza, gdzie znajdują się skały bogate w minerały perowskitowe, zachodzi zmiana na poziomie atomowym. Pod wpływem ogromnego ciśnienia struktura krystaliczna minerału może się „zapaść” do gęstszej formy – proces ten znany jest jako przejście fazowe.

Ta zmiana zagęszcza skałę, powodując wzrost masy tego obszaru i wytwarzając sygnał grawitacyjny. Pobliskie skały są zmuszane do przemieszczenia się, co powoduje odkształcenie granicy między płaszczem a jądrem o około 10 cm. Może się to wydawać niewielkie, ale zmiana ta jest wystarczająca, aby wpłynąć na prądy konwekcyjne stopionego żelaza w jądrze zewnętrznym, które są źródłem pola magnetycznego Ziemi i spowodowały zaburzenia geomagnetyczne w 2007 roku.

Dr Panet ostrzegł, że ten scenariusz będzie wymagał dalszych badań: „To tylko hipoteza, potrzebujemy więcej dowodów”. Jednak samo zaobserwowanie takiego zdarzenia byłoby uważane za ogromny krok naprzód w naukach o Ziemi.

„Po raz pierwszy dysponujemy przekonującymi dowodami na to, że dynamiczne procesy u podstawy płaszcza zachodzą na tyle szybko, że można je badać na bieżąco” – powiedziała profesor Barbara Romanowicz, sejsmolog z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.

Jak dotąd zespół nie wykrył żadnych podobnych sygnałów grawitacyjnych od 2007 roku. Jednak monitoring jest kontynuowany. Oczekuje się, że dane z kolejnej generacji satelitów GRACE pomogą odkryć więcej tajemnic w najgłębszych warstwach planety, gdzie Ziemia cicho „oddycha” i się porusza.

Powrót do tematu

MINH HAI

Source: https://tuoitre.vn/phat-hien-bien-dong-bi-an-sau-2-900km-duoi-long-dat-20250918183852224.htm