Najdublji zabeležen ikada: Zemljotres otkriven na mestu na kom su naučnici mislili da je nemoguće

Geolozi su bili zbunjeni zemljotresima u gornjem plaštu Zemlje sve do 1980-ih, i još uvek se ne slažu svi oko toga zašto se oni tamo dešavaju.

Naučnici su bili tog mišljenja jer je veća verovatnoća da se pod ekstremnim pritiscima stene deformišu, a ne pucaju, zbog iznenadnog oslobađanja energije. Ali minerali se ne ponašaju uvek tačno onako kako se očekuje, rekla je Pamela Barnli, profesorka geomaterijala na Univerzitetu Nevada u Las Vegasu, koja nije bila uključena u ovo istraživanje.

"Samo zato što mi očekujemo da se struktura minerala promeni, ne znači da će se to desiti", rekla je Barnli za Live Science. Ono što nam ovaj zemljotres otkriva je da su granice slojeva unutar Zemlje nejasnije nego što mislimo.

Zemljotresi na velikim dubinama

Ovaj zemljotres, o kom je prvi put pisano u junu u časopisu Geophisical Research Letters, bio je manji naknadni potres nakon zemljotresa jačine 7,9 stepeni Rihterove skale koji je potresao ostrva Bonin kod Japana 2015. godine.

Istraživači predvođeni seizmologom sa Univerziteta Arizona Erikom Kiserom otkrili su potres koristeći japanski Hi -net - niz seizmičkih stanica. To je najmoćniji sistem za otkrivanje zemljotresa koji se trenutno koristi, rekao je Džon Videjl, seizmolog sa Univerziteta Južna Kalifornija koji nije bio uključen u studiju. Zemljotres je bio mali i nije mogao da se oseti na površini, kako bi ga pronašli, seizmolozi su koristili ovu naprednu tehnologiju.

Dubina zemljotresa tek treba da potvrde i drugi istraživači, rekao je Videjl za Live Science, ali trenutni nalaz izgleda pouzdano. "Tim sa Univerziteta Arizona je uradio dobar posao, tako da sam mislim da je to verovatno u redu", rekao je Videjl.

Velika većina zemljotresa je plitka, nastaju unutar Zemljine kore i gornjeg omotača unutar prvih 100 km ispod površine. U kori, koja se prostire u proseku samo oko 20 km, stene su hladne i krhke. Kada su izložene postresu, rekla je Bernli, najčešće se samo malo deformišu pre nego što se slome i oslobode energiju.

Dublje u kori i mantlu ili omotaču jezgra, stene su toplije i pod većim pritiscima, što ih čini manje sklonim pucanju. Ali na ovoj dubini, zemljotresi mogu da se dese kada visoki pritisci guraju pore u stenama ispunjene tečnošću, terajući tečnosti napolje. U ovim uslovima, stene su takođe sklone lomljenju, rekla je Barnli.

Ovakva dinamika može da objasni potrese čak do 400 km dubine, što je još uvek u gornjem mantlu. Ali čak i pre naknadnog potresa u Boninu 2015. godine, potresi su primećeni u omotaču jezgra, do oko 670 km. Ti potresi su dugo bili misterija, rekla je Barnli jer su pore u stenama koje drže vodu, na tim dubinama, zatvorene, tako da tečnosti onda nisu okidač.

Menjanje minerala

Problem sa dubljim zemljotresima ima veze sa načinom na koji se minerali ponašaju pod pritiskom. Veći deo mantla sastoji se od minerala zvanog olivin, koji je sjajan i zelene boje. Oko 400 km dublje, pritisci dovode do toga da se atomi olivina preurede u drugačiju strukturu - plavičasti mineral nazvan wadsleyite (*redakcija nije uspela da pronađe tačan naziv ovog minerala na srpskom jeziku). Još 100 km dublje, wadsleyite se ponovo preuređuje u ringvudit (ringwoodite). Konačno, oko na 680 km dubine, u donjem delu mantla, ringvudit se raspada na dva minerala, silikatni perovskit i periklaz.

Geonaučnici, naravno, ne mogu na tim dubinama direktno da istražuju, ali pomoću laboratorijske opreme stvaraju te ekstremne pritiske. Posmatrajući kako se seizmički talasi kreću kroz različite oblike minerala, geofizičari mogu da vide znake njihovih promena.

Ono što je važno za ove mineralne faze nisu njihova imena, već da se svaka ponaša drugačije.

Tako i olivin ima različite oblike u zavisnosti od pritiska na dubini na kojoj se nalazi. Što je pritisak veći postaji veća verovatnoća da će samo menjati oblik, a manje je verovatno da će se slomiti tako da izazove zemljotres.

Geolozi su bili zbunjeni zemljotresima u gornjem mantlu sve do 1980-ih, i još uvek se ne slažu svi oko toga zašto se oni tamo dešavaju. Barnli i i minerolog Hari Grin, bili su ti koji su došli do potencijalnog objašnjenja. U eksperimentima 1980-ih, par je otkrio da mineralne faze olivina nisu uredne i čiste. U nekim uslovima, na primer, olivin može preskočiti fazu wadsleyite i krenuti pravo ka ringvuditu. I tačno na prelazu iz olivina u ringvudit, pod dovoljnim pritiskom, mineral bi mogao da se slomi umesto da se savije.

Bernli i Grin su objavili svoje otkriće 1989. godine u časopisu Nature, sugerišući da bi ovaj pritisak u prelaznoj zoni mogao da objasni zemljotrese ispod 400 km.