Gyles Lewis
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Tief in der Erde, wo der feste Mantel auf den geschmolzenen äußeren Kern trifft, ragen seltsame kontinentgroße Klumpen heißen Felsens über Hunderte von Kilometern in alle Richtungen hervor. Diese unterirdischen Berge haben viele Namen: "thermochemische Pfähle", "große Provinzen mit niedriger Schergeschwindigkeit" (LLSVPs) oder manchmal nur "die Blobs".
Geologen wissen nicht viel darüber, woher diese Blobs kamen oder was sie sind, aber sie wissen, dass sie gigantisch sind. Eine Studie aus dem Jahr 2016 ergab, dass die beiden größten Blobs, die tief unter dem Pazifik und in Afrika liegen, fast 10% der gesamten Mantelmasse ausmachen - und wenn sie auf der Erdoberfläche sitzen würden, würde sich das Duo jeweils etwa 100-mal höher erstrecken als Mount Everest. Neue Forschungsergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass selbst diese hohen Analogien möglicherweise unterschätzen, wie groß die Blobs wirklich sind.
In einer Studie, die am 12. Juni in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, analysierten die Forscher die seismischen Wellen, die durch Erdbeben über fast 30 Jahre erzeugt wurden. Sie fanden mehrere massive, nie zuvor entdeckte Merkmale entlang der Ränder des pazifischen Blobs.
"Die Strukturen, die wir gefunden haben, haben einen Durchmesser von Tausenden von Kilometern", sagte der leitende Studienautor Doyeon Kim, Postdoktorand an der University of Maryland, in einer E-Mail. Laut Kim ist das eine Größenordnung größer als die typischen Merkmale am Rand des Blobs.
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Eine Karte der zitternden Erde
Da die Blobs tief im Erdinneren leben, können Geologen ihre Form und Größe nur verstehen, wenn sie die seismischen Wellen (Schallwellen, die durch Erdbeben erzeugt werden) betrachten, die sich durch sie bewegen. Diese heißen, dichten Regionen können einfallende Wellen gegenüber dem umgebenden Mantel um bis zu 30% verlangsamen. Die heißesten und langsamsten Regionen sind als ULVZs (Ultralow-Velocity-Zones) bekannt und treten typischerweise in der Nähe der Ränder der Blobs auf, sagte Kim.
In ihrer Studie erstellten Kim und seine Kollegen eine neue Karte von ULVZs unter dem Pazifik unter Verwendung eines Algorithmus namens "The Sequencer", der ursprünglich entwickelt wurde, um Muster in der Sternstrahlung zu finden. Mit diesem Algorithmus analysierte das Team 7.000 Seismogramme oder Messungen seismischer Wellen, die zwischen 1990 und 2018 gesammelt wurden und durch Hunderte von Erdbeben der Stärke 6,5 oder höher erzeugt wurden. Die Erdbeben ereigneten sich in Asien und Ozeanien, schrieben die Forscher; Aber als ihre seismischen Wellen rund um den Globus schauderten, passierten sie deutlich den Mantelklumpen des Pazifischen Ozeans, bevor sie Seismometer in den Vereinigten Staaten erreichten.
Der Algorithmus enthüllte enorme Abschnitte von ULVZs, die noch nie zuvor entdeckt wurden, einschließlich einer Blobby-Region unterhalb der Marquesas-Inseln im Südpazifik, die einen Durchmesser von mehr als 1.000 Kilometern hatte. Der Sequenzer zeigte auch, dass ein Segment des Blobs tief unter den Hawaii-Inseln erheblich größer ist als bisher angenommen.
"Indem wir Tausende von Kern-Mantel-Grenzen [Seismogramme] gleichzeitig betrachten, anstatt uns auf jeweils wenige zu konzentrieren, haben wir eine völlig neue Perspektive erhalten", sagte Kim in einer Erklärung.
Die enorme Größe dieser Strukturen lässt darauf schließen, dass Blobs entlang der Kern-Mantel-Grenze - und insbesondere die heißesten und dichtesten ULVZs - wahrscheinlich weiter verbreitet sind, als frühere Untersuchungen zeigen. Kim fügte hinzu, dass die Tatsache, dass diese großen Zonen in der Nähe bekannter vulkanischer Hotspots lauern, auch einige Hinweise auf ihre Auswirkungen auf die Geologie der Erde liefern könnte.
Es ist zum Beispiel möglich, dass ULVZs tief im Mantel in die großen "Fahnen" aus heißem Gestein im oberen Mantel gelangen, die vulkanische Hot Spots auf der Oberfläche erzeugen, sagte Kim. Diese Mantelwolken könnten an dem in ULVZ gesammelten schmelzenden Material "saugen" und es nach oben ziehen, was erklären könnte, warum sich die größten ULVZ tief unter vulkanischen Inselketten wie den Inseln Hawaiian und Marquesas befinden.
Das ist nur eine Theorie, sagte Kim; Selbst mit Algorithmen, die die Leere des Weltraums durchdringen sollen, bleiben die Geheimnisse in der Nähe des Erdmittelpunkts genauso trübe wie immer.
"Kurz gesagt, im Moment ist alles unsicher", sagte Kim, "aber das macht unser Fach so spannend."
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Ursprünglich veröffentlicht am .
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