Den dype delen av jordas midterste lag er i farta.
Ny forskning viser at den nedre mantelen, som ligger mellom 660 og 1000 kilometer under jordskorpen, er mer dynamisk enn tidligere antatt. Dette dype laget flyter og deformeres travelt i subduksjonssoner, der platene med oseanisk skorpe stuper ned gjennom jordas lag som synkende skip.
"Tradisjonelt har det blitt antatt at strømmen av stein i jordens nedre mantel er treg til du treffer planetens kjerne, med mest dynamisk handling som skjer i den øvre mantelen, som bare går til en dybde på 660 km (410 miles)," studieleder Ana Ferreira, en seismolog ved University College London og University of Lisbon, sa det i en uttalelse. "Vi har vist at dette ikke er tilfelle i store regioner dypt under South Pacific Rim og Sør-Amerika."
Forstå lagene
Jordens mantel er laget av varm stein, solid, men lett bøyd og skjev. Overgangen mellom øvre mantel og nedre mantel sitter 660 km under overflaten. Disse to lagene er forskjellige; den øvre mantelen er for eksempel for det meste laget av den stollende bergartens peridotitt, mens den nedre mantelen er rik på mineralene bridgmanitt og magnesium-jernoksyd ferroperiklase. De to lagene har også forskjellig temperatur og trykk.
Ferreira og hennes kolleger satte i gang med å undersøke den øverste delen av den nedre mantelen ved hjelp av en datamodell av Jordens indre, opprettet med 43 millioner virkelige seismiske målinger av planeten. Spesifikt bruker geofysikere de naturlige ekkoene av jordskjelv rundt om i verden for å avbilde hva som er inne i planeten. Ved å se på hvordan bølgene endrer hastighet og retning, kan forskere skaffe informasjon om de forskjellige sammensetningene av berg og mineral inne i mantelen, og gi ledetråder om dens struktur og egenskaper.
I studien fokuserte forskerne på hva som foregikk i subduksjonssoner, områder der oseanisk skorpe dykker under kontinentale skorpe som et transportbånd, resirkulerer bergarter og mineraler dypt inn i mantelen. Disse platene stuper mot kjernen og krysser grensen mellom øvre og nedre mantel.
Dynamisk mantel
Resultatene viste at under subduksjonssoner er den nedre mantelen overraskende dynamisk, spesielt rundt kantene på platene til gammel skorpe som stuper gjennom lagene. Årsaken ser forskerne ut til å være noe som kalles "dislokasjonskryp", som er deformasjonen av krystaller og krystallinsk materiale forårsaket av bevegelse av defekter i krystallene. Dette krypet er forårsaket av at jordskorpen samvirker med mantelbergarten, som ansporer mantelen for å deformere og (veldig sakte) strømme.
Forskerne fant bevis for dette krypet under Vest-Stillehavet og Sør-Amerika, så det er foreløpig ikke klart hvor utbredt det er. Hvis aktiviteten er global, kan det antyde at Jorden avkjøles raskere enn tidligere anslått, sier medforfatter Manuele Faccenda ved University of Padova i uttalelsen.
Selv om mantelens strømning kan virke ganske fjernet fra det som foregår i jordskorpen, avgjør den ganske mye om planetens miljø, sa Ferreira. Venus har for eksempel en lignende størrelse og plassering i bane som Jorden, men mantelen flyter sannsynligvis veldig annerledes.
"Hvordan mantelstrømmer på jorden kan kontrollere hvorfor det er liv på planeten vår, men ikke på andre planeter, som Venus," sa hun.
Resultatene vises i dag (25. mars) i tidsskriftet Nature Geoscience.
