Mariana Çukurundaki Sismik Araştırma, Dünya’nın Mantosuna Sürüklenen Suyu Takip Edecek

Geçen ay, St. Louis’deki Washington Üniversitesi’nde yer ve gezegen bilimi profesörü olan Dr. Doug Wiens ve iki WUSTL öğrencisi, araştırma gemisi Thomas G. Thompson ile Mariana çukurunun üzerindeki batı Pasifik’in tropikal sularında geziyordu .

Siper, eski, soğuk ve yoğun Pasifik plakasının, daha genç, daha hafif, yüksek yürüyen Mariana Plakası’nın altında kaydığı, Pasifik Plakasının ön kenarının plakalar yavaşça birleşirken Dünya’nın mantosunun derinliklerine battığı bir yitim bölgesidir.

Gemi arkadaşlarıyla sırayla hareket eden Wiens, parlak sarı okyanus dibi sismometrelerini ve hidrofonları kuyruktan uzaklaştırdı ve gemi sismik araştırma için bir alet matrisi hazırlarken onları nazikçe su yüzeyine indirdi.

Wiens’in Woods Hole Oşinografi Enstitüsü’nden Daniel Lizarralde ile birlikte yürüttüğü araştırma, aşağı dalış Pasifik Plakasına kimyasal olarak bağlı veya bükülürken plakada açılan derin faylarda hapsolmuş suyu izleyecek. Çalışma, Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilmektedir.

Bilim adamları, gezegenin karakteri için daha tanıdık yüzey suyu döngüsü kadar önemli olduğunu vaat eden yer altı su döngüsünü daha yeni incelemeye başladılar.

Yalan plaka boyunca hidrasyon reaksiyonlarının suyu Dünya’nın derinliklerine taşıdığı düşünülmektedir ve daha büyük derinliklerdeki dehidrasyon reaksiyonları, sıvıları erimeyi ve volkanizmayı teşvik eden üstteki mantoya salmaktadır.

Su, batma bölgelerinin güçlü deprem karakteristiğinde de rol oynar. Hidratlanmış kaya ve yüksek basınç altındaki suyun plakalar arasındaki sınırı yağladığı ve ani kaymaya izin verdiği düşünülmektedir.

Aletleri düşürmek

26 Ocak ve 9 Şubat arasında gece gündüz çalışarak, nöbet tutup nöbet tuttu , Thompson 80 okyanus dibi sismometresi ve beş hidrofon yerleştirdi.

Basınç dalgalarını algılayan ve bunları elektrik sinyallerine dönüştüren hidrofonlar, yer hareketini kaydeden sismometrelerden daha az bilgi sağlarlar, ancak dibinin çok aşağıda olduğu su kolonunda dört mil derinlikte bağlanabilirler. Sismometreler battı.

Thompson , dünyanın en ünlü gayrimenkul bazıları üzerinde kalkmıştı, Challenger Deep denilen küvet şeklindeki depresyonu içerir Mariana siper, hangi Avatar bir amaca tek kişilik bir denizaltı içinde dalma için yönetmen James Cameron planları denilen Derin Challenger .

Yedi mil aşağıda, Derinlerdeki basınç 1.000 atmosfer (kuru karada deniz seviyesindeki basıncın 1.000 katı) veya yaklaşık inç kare başına 8 tondur. Wiens, sismometrelerin sadece dört mil aşağı gittiğini söylüyor.

Siper, dünyanın en eski okyanus kabuğunun bazılarının Mariana Adaları’nın altına o kadar dik bir şekilde neredeyse dümdüz gidecek kadar dik bir şekilde batmasıyla yaratıldı.

Aktif anket

Sonra Thompson Guam döndü ve Wiens Yeryüzü ve Gezegen Bilimleri Bölümü başkanı olarak yaptığı az romantik görevlerini sürdürmek için geri St. Louis uçtu, araştırma gemisi Marcus G. Langseth ateş, sismometre matrisi üzerinde yelken transekt başladı Arka güvertesinde 36 hava tabancası dizisi.

Okyanus tabanının birkaç mil altındaki kaya katmanları arasındaki sınırlardan yansıyan ses patlamaları, geminin hemen arkasındaki yüzeyin hemen altına çekilen beş mil uzunluğundaki bir “flama” veya birçok hidrofon içeren hortum tarafından alındı.

Bu, henüz “pasif” aşaması olan bir sismik araştırmanın “aktif” aşamasıydı.

Sismik araştırmanın ardından Langseth, 60 sismometre almak için geri döndü ve 20 geniş bant sismometre ve uzak depremlerden yankılanmaları bir yıl boyunca dinleyecek hidrofonlar bırakarak sismologların yüzeyin 60 mil kadar derinlikteki yapıları haritalamasına izin verdi.

Bu arada, yer ve gezegen bilimi alanında araştırma yapan bir bilim insanı olan Patrick Shore ve iki Washington Üniversitesi öğrencisi , Mariana adalarına aynı zamanda veri sağlayacak sismometreler kurmak için Kaiyu III adlı küçük bir gemi ile okyanusta yelken açmıştı. anketin pasif “aşaması.

Her yerde su, su

Su, derinlikte, Dünya yüzeyinde olduğundan tamamen farklı bir rol oynar. Faylar vasıtasıyla mantoya sızan su, fayın her iki tarafındaki manto kayasını hidratlar.

Serpantinleşme adı verilen düşük sıcaklıklı bir süreçte, yeşil periodotit gibi manto kayaçlarını, yılan derisi gibi koyu pullu yüzeyli bir kaya olan serpantinite dönüştürür.

Levha daha da derine daldıkça, dehidrasyon reaksiyonları suyu serbest bırakır; bu, çok büyük bir basınç ve sıcaklıkta, bir gaz gibi malzemelerden geçip onları bir sıvı gibi çözebilen süper kritik bir akışkan olarak var olur. Sıvı, kayanın erime noktasını düşürdüğü ve Shore’un yelken açtığı Mariana Adaları’nı yaratan magmanın şiddetli patlamalarını tetiklediği üstteki mantoda yükseliyor.

Wiens, “Mariana çukuruna inen suyun büyük bir kısmının, volkanlar yüzlerce mil öteden patladığında, Dünya’dan atmosfere su buharı olarak geri geldiğini düşünüyoruz” diyor.

Bilim adamları, belirli sismik dalgaların normalden daha yavaş ilerlediği bölgeleri arayarak, serpantinitin yitim levhası ve üstündeki mantodaki dağılımını haritalayacak.

Su döngüsünün batma bölgeleri içinde izlenmesi, bilim adamlarının, dünyanın en güçlüleri arasında yer alan ada yayı volkanizmasını ve batma bölgesi depremlerini daha iyi anlamalarını sağlayacaktır.Ancak yeraltı suyunun rolü bu bölgelerle sınırlı değildir. Bilim adamları ilk etapta yitmenin nasıl başladığını bilmiyorlar, ancak su gerekli bir bileşen olabilir. Pek çok yönden Dünya’ya benzeyen Venüs, volkanizmaya sahiptir ancak plaka tektoniği yoktur, çünkü muhtemelen kemik kurumasıdır.