Rendkívüli felfedezést tettünk a Föld köpenyének rejtelmeiről.

Skóciában egy magyar ikerpár eltűnésének esete sokkolta a közvéleményt: az egyik lány holttestét a tetoválása alapján sikerült azonosítani. A tragikus esemény rávilágít a fiatalok biztonságának fontosságára és a külföldi tartózkodás kockázataira. Az ikrek családja és barátaik mély fájdalommal élik meg a hírt, amely sokakat megindított és elgondolkodtatott a jelenlegi helyzetről.

Egy új, holland és amerikai kutatók által készített tanulmány részletesebben megvizsgálta ezeket a képződményeket. Míg a korábbi kutatások főként a szeizmikus hullámok sebességváltozására összpontosítottak, ebben a vizsgálatban azt is megfigyelték, mennyi energiát veszítenek ezek a hullámok, miközben áthaladnak az anyagtömegen - írja a Science Alert.

Meglepetésükre kiderült, hogy a szeizmikus hullámok szinte alig veszítenek energiát, amikor áthaladnak ezeken a képződményeken. Ez több fontos következtetésre ad lehetőséget: először is, az anyagtömegek ásványai a vártnál nagyobb szemcsékből állnak. Ez arra utal, hogy ezek a képződmények rendkívül régiek és stabilak, ami viszont azt jelzi, hogy a köpeny nem mozog és keveredik olyan aktívan, mint ahogyan azt a geológiai tankönyvek állítják.

Mivel a Föld belső rétegeit több ezer kilométernyi kőzet takarja, a közvetlen vizsgálatok lehetősége erősen korlátozott. Ezért a tudósok a hanghullámok világát hívják segítségül, hogy feltérképezzék bolygónk titkos mélységeit. Amikor nagy földrengések következnek be, a Föld olyan, mint egy hatalmas harang, amely rezegni kezd, és a keletkező szeizmikus hullámok végigfutnak a bolygó belső szerkezetén. A világ különböző pontjain elhelyezett érzékelők rögzítik ezeket a hullámokat, így lehetővé válik a rejtett struktúrák részletes megismerése.

A szeizmikus hullámok különböző anyagokon más-más sebességgel terjednek, ami azt jelenti, hogy a mozgásuk során bekövetkező gyorsulás vagy lassulás mértéke információt ad arról, milyen anyagból állnak az egyes földrétegek.

Ezeket a rejtélyes anyagtömegeket évtizedekkel ezelőtt fedezték fel e módszer segítségével. A kutatók felfigyeltek arra, hogy bizonyos területeken a szeizmikus hullámok jelentős lassulást mutatnak, amiért tudományos elnevezést kaptak: Nagy Alacsony Sebességű Szeizmikus Tartományok (LLSVP-k). Ez a megfigyelés arra utal, hogy ezek a képződmények lényegesen magasabb hőmérsékleten léteznek, mint a környező köpeny.

"Ezek a lenyűgöző képződmények egy hatalmas tektonikus lemeztemető szívében találhatóak. A lemezek egy szubdukciónak nevezett folyamat következtében kerültek ide, amely során az egyik tektonikus lemez a másik alá süllyed, és ezzel akár 3000 kilométer mélyre is lemerülhet" - részletezi Arwen Deuss, az Utrechti Egyetem szeizmológusa és a kutatás vezető szerzője.

Ugyanakkor a szeizmikus hullámok sebességváltozása önmagában nem ad teljes képet. Az LLSVP-k lehetnek rövid életű hőanomáliák, de akár hosszabb távon fennmaradó, eltérő összetételű képződmények is.

A kutatók a kérdés alaposabb megértése érdekében 104 jelentős földrengés adatait elemezve egy részletes, háromdimenziós modellt alkottak meg a Föld felső és alsó köpenyének struktúrájáról. A vizsgálat középpontjában a szeizmikus hullámok csillapodásának vizsgálata állt, azaz azt figyelték, hogy az egyes rétegek áthaladása során mennyi energiát veszít a hullám.

A kutatás során váratlan felfedezést tettünk: az LLSVP-k esetében a hullámok csillapodása szembetűnően alacsony volt a közeli "lemeztemetőhöz" viszonyítva. Ez arra enged következtetni, hogy ezek a geológiai képződmények nem csupán a hőmérsékleti különbségek következményei, hanem az összetételük is jelentősen eltér a környező területektől. Valószínű, hogy a kulcs a bennük található ásványszemcsék méretéhez kapcsolódik.

"A mélybe süllyedt tektonikus lemezek apró szemcsékből állnak, mert a nagy nyomás hatására újrakristályosodnak" - magyarázza Deuss. "A kisebb szemcseméret azt jelenti, hogy több szemcsehatár található az anyagban, ami fokozza a csillapodást, mivel a hullámok minden egyes határon energiát veszítenek. Az, hogy az LLSVP-kben a csillapodás rendkívül alacsony, arra utal, hogy ezek a képződmények sokkal nagyobb szemcsékből állnak."

Régebben az a népszerű nézet alakult ki, hogy az LLSVP-k (Nagy Alacsony Sebességű Területek) valójában a régi tektonikus lemezek maradványai, mivel közvetlenül a "lemeztemető" szomszédságában helyezkednek el. Azonban a különböző szemcseméret és hőmérséklet eltérések arra utalnak, hogy esetleg más eredetűek lehetnek.

Ez egy másik elméletet is megerősíthet: az LLSVP-k egy ősi protoplanéta maradványai lehetnek, amely körülbelül 4,5 milliárd évvel ezelőtt csapódott a Földbe, és amelynek ütközése végül a Hold kialakulásához vezetett.

Noha az eredetük még mindig rejtély marad, merev felépítésük arra enged következtetni, hogy a Föld köpenyének keveredése nem olyan intenzív, mint ahogyan azt korábban feltételeztük.

"Ezeknek a képződményeknek valamilyen módon meg kellett birkózniuk a köpeny áramlásának és konvekciójának hatásaival" - fejtette ki Sujania Talavera-Soza, az Utrechti Egyetem szeizmológusa és a tanulmány első szerzője.