На протяжении десятилетий геофизики и геохимики сталкивались с противоречивыми данными о состоянии конвекции мантии Земли, участвующей в дрейфе континентов. Космохимики только что пролили новый свет на загадку, показав, что ядро Земли могло захватывать частицы солнечного ветра в начале формирования нашей планеты.
Вам также будет интересно
[EN VIDÉO] Сейсмология, стетоскоп, прислушивающийся к сердцу Земли «Земля непрозрачна, но прозрачна для сейсмических волн», – объясняет Жан-Поль Монтагнер, исследователь из IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris), в преамбуле этого видео. Благодаря ему мы погружаемся в недра Земли, чтобы наблюдать за ее строением и понимать происхождение землетрясений.
В сейсмология и геохимия сформировались как науки с уже относительно большим корпусом за несколько десятилетий в начале 20 века.е век. Они добились значительного прогресса после Второй мировой войны, в значительной степени сопровождавшего подъем теории тектоники плит в 1960-х и 1970-х годах, в значительной степени поддержанный прогрессом палеомагнетизма. Надо сказать, что в отношении сейсмология, что это важный ключ к открытию депозиты из масло и что он может обнаруживать подземные ядерные взрывы и оценивать мощность испытаний. Составьте карту магнитное поле дна океана также был хорошим способом обнаружить более поздние возмущения на магнитных картах, вызванные подводная лодка ядерная катастрофа.
В геологи к счастью, смогли извлечь выгоду из прогресса этих наук, чтобы также провести фундаментальные исследования, а изучение сейсмических волн подтвердило, что силикатная мантия земляпод его корка, был хорошо оживлен конвекционные движения что может способствовать континентальный дрифт. Пальто конечно широко твердый в короткие сроки в несколько дней. Но так же, как ледники могут течь, как вода, в течение нескольких лет, мантийные породы ведут себя как вода, нагретая в кастрюле в течение миллионов лет.
Для сейсмологи, это вся мантия Земли, которая находится в конвективном состоянии. Металлическое ядро Земли частично жидкость, он должен был быть в конвекция его тоже, что также позволяет нам понять происхождение его магнитного поля, но мантия и ядро, несмотря на некоторую связь физический, пришлось жить самостоятельно, не смешиваясь химически.
Мантийная конвекция объяснила геофизик Ханс-Петер Бунге. Чтобы получить достаточно точный французский перевод, щелкните белый прямоугольник в правом нижнем углу. После этого должны появиться английские субтитры. Затем нажмите на гайку справа от прямоугольника, затем на «Субтитры» и, наконец, на «Автоматический перевод». Выберите «французский». © Американский музей естественной истории
Загадка конвекции мантии Земли
Только здесь геохимики не смогли договориться.
Действительно, анализируя изотопный состав лава произведено на океанические хребты, мы нашли сообщения оизотопы изгелий и из неон отличается от выпущенных на уровне вулканы Гавайи, остров Реюньон или Исландия.
MORBs (для Базальты Срединно-океанического хребта, на английском языке) на срединно-океанических хребтах происходят от частичное слияние верхней мантии на небольшой глубине, около 20 км или даже 80 км после подъема на диапир, шлейф горячих, но твердых пород.
Но очень жидкие и горячие лавы, извергающиеся на уровне OIB (для Базальты океанических островов, на английском языке), их происхождение другое. Они связаны с тем, что называется горячие точки и иметь значение вулканические породы, из которых они состоят, образовались бы на глубине не менее 700 километров и, что более вероятно, в основании нижней мантии, на глубине более 2500 километров.
Самая простая интерпретация этих данных состоит в том, что мантия не полностью находится в состоянии конвекции, потому что в противном случае ее химический состав был бы однородным, и это то, что мы видели бы в лавах на поверхности. Но, как уже было сказано, сейсмологи опровергли это утверждение.
Было предложено несколько решений, чтобы разрешить противоречие, например, двояковыпуклая мантия, и другое из них было раскрыто Futura в предыдущей статье ниже. Таким образом, с двояковыпуклой мантией мы оказались бы в присутствии двух химических резервуаров, которые мало смешиваются. Верхняя мантия, которая в значительной степени дегазировала в начале истории Земли, способствуя рождению ее атмосфера поэтому химический состав может отличаться от химического состава нижней мантии, имея в виду более примитивный состав Земли.
Редкие газы солнечного ветра в металлических ядрах
Но теперь группа космохимиков из Гейдельбергского университета только что опубликовала статью в Земля и окружающая среда сообщая об открытии, которое позволяет нам взглянуть на загадку конвекции мантии Земли в новом свете. Им удалось точно проанализировать изотопный состав двух газ редкий, гелий и неон, в метеорит металлический тип сидерит, найденный в 1927 году в США: метеорит Округ Вашингтон.
Исследователи полагают, что они действовали достаточно осторожно, чтобы избежать любых загрязнение и получить измерения, которые отражают состав этого метеорита, когда он был частью металлического сердца небольшого небесного тела, которое дифференцировалось, как Земля, в течение первых десятков миллионов лет истории Солнечная система.
Обнаруженный состав благородных газов очень близок к составу Солнечный ветер и, по мнению исследователей, все указывает на то, что именно во время формирования маленького небесного тела – родителя Округ Вашингтон что материал что составляет, что он поглотил частицы солнечного ветра.
Мы заметили, что изотопный состав гелия и неона в лавах OIBs был довольно близок к составу солнечного ветра, в отличие от MORBs. Поэтому мы можем начать задумываться над общепринятым до сих пор тезисом о геохимической изоляции сердца Земли с ее мантией.
Если это ядро со временем деградирует в мантии из частиц солнечного ветра, захваченных во время образования Земли, возможно, что это дегазация достаточно важно, чтобы объяснитьаномалия геохимия OIBs по сравнению с MORBs, имея единственное конвективное состояние в мантии.
Продолжение следует …
Конвекция мантии Земли – возможно, разгаданная грандиозная загадка
Статья автора Лоран Сакко опубликовано 25.01.2008
На протяжении десятилетий геофизики и геохимики спорят о конвективной структуре земная мантия. Есть один или два слоя? Французский исследовательФрэнсис Альбаред считает, что решил этот вопрос, предлагая себе роскошь согласовать наблюдения двух общин.
Для геофизиков сомнений не было. Точно так же, как шум, производимый музыкальным инструментом, говорит нам о составе и форме материала, из которого он сделан, сейсмические волны, записанные по всей планете, указали на то, что мантия Земли полностью встряхивается медленными, но энергичными. движения конвекция в геологическом масштабе миллионов лет.
” Невозможно ! Ответили геохимики. Если бы вся мантия представляла собой единый конвективный слой, то мы не наблюдали бы таких различий в соотношениях определенных изотопов элементов, например гелия, в зависимости от того, изучаем ли мы лавы из верхней или нижней мантии.
Мы знаем, что наша планета – это результатнарастание метеориты и планетезимали с определенным средним начальным химическим составом, напоминающим состав солнечной атмосферы. Однако в начале конвективной истории нашей планеты произошла дегазация, которая должна была обеднить мантию некоторыми ее элементами. Если бы перемешивание вещества затронуло всю мантию, мы бы наблюдали это обеднение не только в лавах, исходящих из верхней мантии, но во всех лавах: поэтому должны существовать два конвективных слоя, которые не сообщаются.
Все правы
Наблюдения и аргументы, так или иначе, накапливались годами, но ни одна из сторон по-настоящему не выиграла.. Но все может измениться с публикацией в Наука из статьи Фрэнсиса Альбареда из Лаборатории наук о Земле (CNRS, ENS-Lyon, Université Lyon 1). По его мнению, изотопы, которые изначально присутствовали в определенном соотношении, такие как гелий и неон, долгое время не находились в своем первоначальном резервуаре. Растворенные в мантии в самом начале истории Земли, они очень рано мигрировали в породы-резервуары, которые трудно поддаются плавлению и достаточно твердые, чтобы их нельзя было легко растянуть конвекционными движениями.
Как показывают сейсмологические данные, вся мантия будет находиться в состоянии конвекции, что приведет к возбуждению одного слоя. Но в зависимости от условий плавления в мантии …
