تحجب فقاعتان هائلتان في عباءة الأرض العلماء بخصائصهم المذهلة

عرض ثلاثي الأبعاد لغطاء الأرض أسفل إفريقيا معروض باللون الأحمر والأصفر والبرتقالي. يمثل اللون السماوي الحدود في الوشاح الأساسي والأزرق على السطح والقارات الرمادية الشفافة. الائتمان: Mingming Ltd / ASU

تتكون الأرض من طبقات مثل البصل ، بقشرة خارجية رقيقة ، وقشرة لزجة سميكة ، ولب خارجي سائل ، ولب داخلي صلب. داخل الوشاح ، هناك نوعان من الهياكل الكبيرة الشبيهة بالفقاعات ، تقريبًا على جانبي الكوكب. إن Blobs ، التي يشار إليها رسميًا باسم المقاطعات العظمى ذات السرعة المنخفضة (LLSVPs) ، هي بحجم قارة ويبلغ ارتفاعها 100 ضعف ارتفاع جبل إفرست. أحدهما يقع تحت القارة الأفريقية والآخر تحت المحيط الهادئ.

باستخدام أدوات الموجات الزلزالية ، يعرف العلماء أن هاتين الفقاعتين لهما أشكال وهياكل معقدة ، ولكن على الرغم من سماتها الرئيسية ، لا يُعرف الكثير عن سبب وجود الفقاعات أو ما أدى إلى أشكالها الغريبة.

بدأ علماء جامعة ولاية أريزونا كيان جوان ومينغمينغ لي من مدرسة استكشاف الأرض والفضاء في معرفة المزيد عن هاتين الفقاعتين باستخدام تحليلهم للنمذجة الزلزالية والدراسات الزلزالية المنشورة. من خلال بحثهم ، تمكنوا من تحديد الارتفاع الأقصى الذي يمكن أن تصل إليه الفقاعات وكيف يمكن لحجم وكثافة الفقاعات ، وكذلك اللزوجة المحيطة بالسطح ، التحكم في ارتفاعها. تم نشر دراستهم مؤخرًا

The results of their seismic analysis led to a surprising discovery that the blob under the African continent is about 621 miles (1,000 km) higher than the blob under the Pacific Ocean. According to Yuan and Li, the best explanation for the vast height difference between the two is that the blob under the African continent is less dense (and therefore less stable) than the one under the Pacific Ocean.

To conduct their research, Yuan and Li designed and ran hundreds of mantle convection models simulations. They exhaustively tested the effects of key factors that may affect the height of the blobs, including the volume of the blobs and the contrasts of density and viscosity of the blobs compared with their surroundings. They found that to explain the large differences of height between the two blobs, the one under the African continent must be of a lower density than that of the blob under the Pacific Ocean, indicating that the two may have different composition and evolution.

“Our calculations found that the initial volume of the blobs does not affect their height,” lead author Yuan said. “The height of the blobs is mostly controlled by how dense they are and the viscosity of the surrounding mantle.”

“The Africa LLVP may have been rising in recent geological time,” co-author Li added. “This may explain the elevating surface topography and intense volcanism in eastern Africa.”

These findings may fundamentally change the way scientists think about the deep mantle processes and how they can affect the surface of the Earth. The unstable nature of the blob under the African continent, for example, may be related to continental changes in topography, gravity, surface volcanism and plate motion.

“Our combination of the analysis of seismic results and the geodynamic modeling provides new insights on the nature of the Earth’s largest structures in the deep interior and their interaction with the surrounding mantle,” Yuan said. “This work has far-reaching implications for scientists trying to understand the present-day status and the evolution of the deep mantle structure, and the nature of mantle convection.”

Reference: “Instability of the African large low-shear-wave-velocity province due to its low intrinsic density” by Qian Yuan and Mingming Li, 10 March 2022, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038/s41561-022-00908-3

READ  تتوهج فوهة المريخ المجمدة في صورة الكوكب الأحمر الجديدة

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here