Mélyen a lábunk alatt, a bolygó, amit otthonunknak hívunk, tele van meglepetésekkel. Míg az űrből a Föld egy egyszerű, forgó kék labdának tűnhet, hámozzuk le a rétegeit, és rájövünk, hogy korántsem sima és egyenletes.
Furcsa struktúrák, éles határvonalak és teljesen váratlan variációk a mélyben arra utalnak, hogy bolygónk sokkal összetettebb, mint valaha is képzeltük. És legalább 5 a legérdekesebb geológiai rejtélyek közül rejtőzik a Föld belsejében, írja a Futura .
A harmadik pedig igazán elképesztő.
Generációk óta keresik az emberek a választ arra, hogy mi rejtőzik mélyen a föld alatt. Csak a 19. században, a szeizmológia fejlődésével kezdték a tudósok megfejteni ezt a rejtélyt. Rétegről rétegre fokozatosan feltárult a Föld szerkezete: kéreg, köpeny, külső mag és belső mag.
A pontosabb méréseknek, a nagynyomású laboratóriumi kísérleteknek, a számítógépes modelleknek és – újabban – a mesterséges intelligencia segítségével végzett adatelemzésnek köszönhetően ezeket a rétegeket egyre részletesebben térképezzük fel.
De minél mélyebbre nézünk, annál furcsábbá válik a kép. Minden új lépés új „anomáliákat” tár fel – furcsaságokat, amelyek makacsul elutasítják a magyarázatot, és bizonyítják, mennyire összetett is valójában ez a bolygó.
1. Ultraalacsony sebességű zónák (ULVZ) – titokzatos zsebek a köpeny alján
A Föld mélyén felfedezett legfurcsább képződmények közé tartoznak az ultraalacsony sebességű zónák, vagy ULVZ-k. Közvetlenül a köpeny alatt, a külső maggal való határ felett – körülbelül 2900 km-rel a lábunk alatt – találhatók ezek a zónák, ahol a szeizmikus hullámok hirtelen sokkal jobban lelassulnak a vártnál.
Ez az éles, drámai lassulás valami igazán szokatlan dologra utal, amelynek nagyon világosan meghatározott határai vannak.
Az egyre kifinomultabb térképek és modellek ellenére eredetük továbbra is nagy megoldatlan rejtély. Vajon szuperforró anyag maradványai? Ősi óceáni kéreg maradványai? A Föld ősi magmaóceánjának emlékei? Még mindig nincs egyetértés, és minden új felfedezés csak fokozza az izgalmat.
2. Óriási LLSVP-k – hatalmas „cseppek” a bolygó tövében
Az ULVZ-k nem az egyetlen rejtélyek a mélységben. A külső maggal azonos határon a tudósok két óriási építményt fedeztek fel – olyan hatalmasakat, hogy az ULVZ-k eltörpülnek mellettük.
Az egyik Afrika, a másik a Csendes-óceán alatt található. Ezek LLSVP-k – nagy, alacsony nyírási sebességű tartományok. Képzeljen el szupermasszív „cseppeket”, amelyek több ezer kilométer átmérőjűek és több mint 1000 km vastagok.
Az ULVZ-khez hasonlóan az LLSVP-k is lelassítják a szeizmikus S-hullámokat (egyfajta szeizmikus hullám), de valóban nagy léptékben. Vajon ezek szuperforró régiók, eltérő kémiai összetételű anyagfelhalmozódások, vagy valami a kettő között? A kérdés továbbra is fennáll.
Amit biztosan tudunk: Ezek a „cseppek” fontos szerepet játszanak a mély köpeny konvekciójában – ugyanabban a keveredésben, amely a vulkáni forró pontokat táplálja. Egyes tanulmányok azt is sugallják, hogy a köpenyfelhők (a nagy vulkánok gyökerei) ezeknek a titokzatos tartományoknak a szélein keletkezhetnek.
3. Egy 520 kilométer mély hasadék egy rejtélyes ugrás a rétegek között
A furcsaságok nem korlátozódnak a bolygó legmélyebb zugaira. Egy viszonylag „sekély”, körülbelül 520 km-es mélységben a szeizmikus hullámok sebessége ismét megváltozik, és a kutatók nem tudják pontosan megmondani, hogy miért.
Ez a furcsa sebességugrás azóta zavarba ejti a szeizmológusokat, mióta először észlelték az 1980-as évek végén. Mi a leggyakoribb elmélet? Ásványi anyagok kérdése. A felső köpeny nagyrészt olivinben gazdag kőzetekből áll, de nyomás alatt az olivin wadsleyitté, majd ringwoodittá alakul.
Ennek az átalakulásnak – különösen a wadsleyitből ringwoodittá történő átalakulásnak – egyértelmű jelet kellene adnia a szeizmikus adatokban 520 km mélységben. De itt a probléma: a gyakorlatban a jel meglepően gyenge, változó, és néha hiányzik is! Valóban csak egy ásványi átalakulásról van szó, vagy valami más is közrejátszik?
Egyesek szerint ez egy matematikai lelet lehet, míg a legújabb kutatások szerint a mély szénkeringés befolyásolhatja. Ezt a vitát még senki sem oldotta meg, így a rejtély továbbra is nyitott.
4. A belső mag titka – minden bonyolultabb, mint gondoltuk
Vigyük le képzeletbeli liftünket a magba. A szeizmológiából tudjuk, hogy a szilárd belső mag sugara körülbelül 1220 km, és nagyrészt vas és nikkel ötvözetéből áll.
De itt egy váratlan csavar: a szeizmikus hullámok a belső magon keresztül eltérő sebességgel haladnak át az iránytól függően – ezt a jelenséget szeizmikus anizotrópiának nevezik. Általában azzal magyarázzák, hogy a vaskristályok a kívánt orientációban rendeződnek el. De miért?
Sok elmélet létezik: vajon a mag növekedésével, deformációjával, a Föld forgásával, vagy a belső és külső magok közötti kölcsönhatással függ össze?
A kutatók mélyen megosztottak. És mintha ez nem lenne elég, néhány újabb tanulmány arra utal, hogy a belső mag egyáltalán nem is homogén gömb – lehet, hogy a közepén egy „almag” rejtőzik.
5. A tömeg nélküli külső mag megmagyarázhatatlan könnyűség
Van egy másik rejtély is a belső mag és a köpeny között: a folyékony külső mag. Ez veszi körül a belső magot, és kulcsfontosságú a Föld mágneses mezeje szempontjából.
De itt jön a legfurcsább dolog: a külső mag könnyebb, mint amilyennek lennie kellene, ha teljes egészében vasból és nikkelből állna ilyen hatalmas nyomáson és hőmérsékleten. A tudósok feltételezik, hogy más, könnyebb elemeket is tartalmaznia kell – ként, szilíciumot, oxigént, szenet vagy hidrogént –, de ezek pontos összetétele és arányai továbbra is nagy rejtély.
A rejtély megoldása akár a geodinamó (a Föld mágneses mezejét létrehozó folyamat) működését is segíthet megfejteni, mivel a mag pontos összetétele befolyásolja sűrűségét, konvekcióját, valamint elektromos és termikus tulajdonságait.
