서부 인도양의 프랑스 섬인 레 우니온 (Réunion)은 블로우 토치 (Blowtorch)의 사업 끝 위에 맴돌고있는 마시멜로와 같습니다. 그것은 지구의 맨틀 깃털 중 하나에 앉아 있습니다. 깊은 맨틀에서 올라가는 과열 바위 탑은 지각 판의 기지, 끊임없이 변화하는 세계의 얼굴을 구성하는 직소 조각입니다. 깃털의 효과는 놓치기가 어렵습니다. 섬의 두 개의 거대한 화산 중 하나 인 Piton de la Fournaise 또는 "Peak of the Furnse"는 지구상에서 가장 과잉 활성 화산 중 하나입니다.
.그러나 Plume의 현대적인 펀치는 과거와 비교하여 아무것도 아닙니다.
약 6 천 5 백만 년 전, 깃털이 현재 인도에 있었을 때, 데칸 트랩 (Deccan Traps)이라는 일련의 용암 홍수는 텍사스, 캘리포니아, 몬태나, 텍사스, 몬태나를 묻기에 충분한 150 만 평방 킬로미터의 토지를 질식 시켰습니다. 거대한 소행성 파업은 공룡의 쿠데타 그 grce 일 것이지만, 데칸 트랩은 공룡이 싸워야 할 기후 조건의 그림을 오랫동안 혼란스럽게 만들었습니다.
2012 년에 지구 물리학 자와 지진 학자 팀이 깃털을 매핑하여 인도양 해저의 광대 한 깊이에 거대한 지진계 네트워크를 배치하기 시작했습니다. 거의 10 년 후, 팀은 맨틀이 예상보다 낯선 것으로 밝혀졌습니다. 이 팀은 6 월에 Nature Geoscience 에서보고했다 깃털이 간단한 기둥이 아니라는 것입니다. 대신, 타이타닉 맨틀 깃털“나무”는 지구의 용융 심장의 변두리에서 상승하며, 과열 된 가지와 같은 구조물이 대각선으로 자라는 것처럼 보입니다. 이 가지가 빵 껍질에 접근함에 따라, 그들은 더 작고 수직으로 떠오르는 가지를 돋아나는 것처럼 보입니다. 표면에 알려진 화산 핫스팟의 기초가되는 매우 뜨거운 깃털.
.레 우니온 아래에있는이 거대한 구조의 발견은 11 월에보고 된 최근의 또 다른 발견과 거의 일치하며 아프리카의 깃털에서 추가 구조를 발견했습니다. 종합하면, 두 가지 발견은 상당한 과학적 발전을 나타냅니다. 그들은 깃털이 더 특이적일 수 있고 전통적인 모델보다 더 정교한 배경을 가질 수 있다고 제안합니다.
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연구자들이 이미 이전 작업에서 이미 알고있는 Réunion Tree의 뿌리는 아마도 지구 그 자체만큼 오래된 대상 일 것입니다. 따라서이 끔찍한 나무가 수십억 년 동안 깃털의 캐노피를 키우고있을 수 있습니다. 더 많은 지점이 계속 성장한다고 가정하면 과학자들은 이제 지구의 불 같은 미래에 대한 창을 가지고 있습니다.
연구 공동 저자 인 Karin Sigloch는“코어 맨틀 경계를 살펴보면 바다가 어디에서 열릴 지 예측할 수 있습니다. 연구원들은 또한 언젠가는 거부 할 땅을 예측할 수 있습니다. 새로운 모델이 정확하다면, 지금부터 수천만 년 동안 남아프리카에 있고 싶지 않을 수도 있습니다.
화재 분수
1960 년대에, 판 구조론 이론이 급격히 수용되고 있었을 때, 특정 지질 학적 특징은 설명을 피하는 것처럼 보였다. 이론은 오랫동안 당혹스러운 과학자들을 가진 질문에 대한 설명을 제공했지만, 화산이 나타나는 곳, 땅이 태어난 곳, 바다 분지가 새겨진 곳, 고대 빵 껍질이 소멸 된 곳에서는 하와이와 같은 것을 설명 할 수 없었습니다.
판 구조론은 두 판이 충돌하거나, 서로 미끄러 지거나, 나란히 갈거나, 나란히 갈거나, 움직이는 지 지각 판의 경계가 지구의 지질 학적 불꽃 놀이의 대부분을 발견 할 수 있다고 예측합니다. 소위 불의 고리, 태평양 판을 둘러싼 많은 접시의 변두리를 표시하는 말굽 모양의 지역은 세계의 활동적인 화산의 75%가 있습니다.
그러나 접시 경계 근처에 없지만 하와이는 거대한 화산의 군도입니다. 하와이 섬의 남동쪽 해안에있는 활발한 잠수함 화산 로호이는 6,000km 길이의 뒤틀린 화산 체인의 가장 어린 멤버이며, 북서부 태평양에서 오랫동안 열린 수중 화산까지 추적 할 수 있습니다. intraplate 화산으로 알려진이 현상은 지질 학적 수차로 두드러졌습니다.
1963 년 캐나다의 지구 물리학 자 존 투조 윌슨 (John Tuzo Wilson)은 이와 같은 화산 사슬이 맨틀의 고정식 핫스팟 위로 연속적으로 표류 할 때 이와 같은 화산 사슬이 단조 될 것을 제안했다. 이것은 분화, 자라며 플레이트가 마그마 틱 연료 공급원에서 멀어지면서 죽는 일련의 화산을 만듭니다. 1971 년 미국 지구 물리학 자 윌리엄 제이슨 모건 (William Jason Morgan) 은이 핫스팟은 특히 맨틀에서 상승하는 특히 뜨거운 재료의 깃털에 의해 발생했다고 제안했다.
그 후 수십 년 동안 지구 물리학 자들은 깃털이 앰비언스 맨틀보다 섭씨 약 200도 더 뜨거워 졌다고 결론 지었다. 깃털이 지각 판의 기초에 도달하면 열이 주변 환경을 녹여 마그마를 많이 만듭니다. 깃털은 또한 지구 깊이에서 맨틀 재료를 운반합니다. 이 재료는 코어에서 멀어지면서 발견 된 낮은 압력에서 녹아서 빵 껍질에 추가 마그마를 공급합니다. 핫 마그마의 결합 된 공급은 많은 지구의 내개 화산을 깔끔하게 설명합니다.
핫스팟 트랙으로도 알려진 화산 사슬은 깃털을 호출하지 않고 설명하기가 어렵습니다. 하와이는 해양의 예이지만 육지에서도 발견 될 수 있습니다. 옐로 스톤 슈퍼 볼 카노는 오레곤에서 웨이오밍까지 거대한 화산 가마솥의 흔적을 폭파하기 전에 태평양 북서부에 210,000 입방 킬로미터의 용암을 쏟아 부은 핫스팟 트랙의 가장 어린 멤버입니다. 깃털.
화학적 증거는 또한 맨틀 깃털의 존재를 의미합니다. 헬륨의 두 가지 유형이 있습니다 :헬륨 -3과 헬륨 -4. 헬륨 -3은 그 형성 중에 지구 내에서 깊게 갇혀 있었고 결정적으로 고대입니다. 하와이의 킬라 우에 아를 포함한 여러 핫스팟 화산이 풍부한 용암을 폭발시켰다. 에든버러 대학교의 석유 학자 인 Godfrey Fitton 은이 화산이 상당한 깊이에서 맨틀 문제를 채굴하고 있으며 깃털은 합리적인 설명이라고 말했다.
지진 장면
눈물은 깃털을 직접 본 적이 없습니다. 그들은 존재하는 것으로 추론됩니다. 그러나 연구원들은 자신의 호의에 따라 상당한 증거를 수집했다.
지진파는 계시적 검증을 제공했습니다. 그들은 지구의 내장을 통해 다이빙을하는 지진으로 인해 표면을 향해 다시 구부러집니다. 이러한 파도가 여행 할 때, 그들이 지나가는 지질 학체는 속도와 궤적을 바꿉니다. 지진계는이 정보를 선택하고 과학자들은 데이터를 사용하여 그 위대한 심연 안에 숨어있는 것을 시도하고 해결합니다.
지진파는 뜨거운 암석을 통해 더 천천히 움직이며, 연구 후 연구 후 연구 후 연구 후에는 종종 깊은 맨틀에서 떠오르고 표면의 화산 핫스팟과 연결되는 길쭉한 구조를 통해 느려지는 것으로 나타났습니다.
지진 학자들은 또한 맨틀과 핵심 사이의 경계에 자리 잡고있는 아프리카 아래, 태평양 아래의 다른 하나는 아프리카 아래에있는 두 개의 거대한 재료를 발견했습니다. 깊은 다이빙 파는 두 거대한 얼룩을 뚫고 움직일 때 감속되어 전체 코어 맨틀 경계의 약 30%를 커버하는 핫한 거대임을 시사합니다.
듀오는 소진 된 지각 판 석판의 묘지에서부터 영아 지구와 충돌하고 달을 제조 한 원형의 묘지에 이르기까지 모든 방식의 가능한 원산지 이야기를 가지고 있습니다. 란 스톤의 지구 생리 학자 인 사스 키아 고스 (Saskia Goes)는 지구의 깃털 이이 두 거대한 얼룩 중 하나에 뿌리를두고있는 것으로 보인다. 이것은 그들이 대부분의 Plumes의 기원 이야기에서 역할을한다는 것을 암시합니다.
그러나 지진학은 전능하지 않습니다. 지진파는 맨틀 내의 구조를 감지 할 수 있지만 해당 구조의 모든 특성을 밝힐 수는 없습니다. 버클리 캘리포니아 대학교의 지구 물리학자인 해리엇 라우 (Harriet Lau)는“재료를 가열함으로써 지진파를 늦출 수있다”고 말했다. 그러나 록의 미네랄 메이크업의 변화는 같은 효과를 얻을 수 있습니다. 과학자들은 각 측정에서 어떤 옵션이 더 가능성이 높은지 선택해야합니다. 지진학은 어려운 과학 일지 모르지만 예술이 있습니다.
피하기 구조에는 위장이 장착되어 있습니다. 지진 파도는 빠른 차선을 가져가는 것을 좋아합니다. 우선적으로 차갑고 단단한 암석으로 채워집니다. 더 뜨거워지는 깃털은 지진파에 반발합니다. 깃털도 얇아서 가장 많은 지진파가 쉽게 피할 수있게합니다.
깃털의 같은 지점을 통과하는 지진파가 많을수록 존재한다는 것이 더 확신 할 수 있습니다. 그러나 사우 샘프 턴 대학교의 지구 물리학자인 캐서린 리처 (Catherine Rychert)는“지진은 어디에서나 일어나지 않는다”고 말했다. 그리고 지진 스테이션은 대부분 해저가 아닌 육지에 있습니다. 즉, 바다는 지진 적용 범위가 좋지 않다는 것을 의미합니다.
Lau는“이론적으로 우리는 [깃털]이 존재해야한다는 것을 알고 있습니다. "그러나 그들은 지진을보기가 너무 어렵습니다." 결과적으로 지진파는 깃털 조각 만 포착하며, 그 특성은 종종 해결할 수없는 논쟁의 대상입니다.
이상적으로, 과학자들은 바닥에서 지구 표면으로 뻗어있는 깃털 이미지를 만들고 싶어합니다. 그것은 광대 한 지역에 지진계의 뿔이 퍼져서 가능한 한 많은 지진파를 먹을 수있는 거대한 조리개를 형성하여 맨틀의 상당한 부분을 볼 수있는 거대한 조리개를 형성해야합니다.
그래서 2012 년에는 과학자들이 하나를 만들었습니다.
나무와 진실
그해에 서부 인도양을 가로 질러 2 개의 선박이 지그재그를 냈으며 때로는 잠수함 지진계가 판자를 걷고 해저로 가라 앉기 위해 멈췄습니다. 총 57 명이 배 밖으로 던져져 궁극적으로 2,000 x 2,000 킬로미터 조리개를 만들었습니다. 이 광대 한 배열은 마다가스카르와 다양한 작은 섬에 위치한 37 개의 지진 스테이션에 의해 보강되었습니다.
2012 년에서 2013 년 사이에 13 개월 동안 그 조리개가 열렸습니다. 그것의 목표 :지난 1 억 년 동안 지구를 우아하게하기 위해 가장 결과적인 불의 분수 중 하나 인 레 우니온 깃털을 사냥하는 것.
과학자 팀이 맨틀 망원경을 들여다 보았습니다. 그들은 데이터를 두 개의 다른 지진 데이터 세트와 결합했으며, 레 우니온 아래의 얇고 수직 깃털이 단순히 낮은 맨틀에서 사라진 것을 보았을 때 충격을 받았습니다. 그 당시 옥스포드 대학교에있는 시글 로치의 학생 인 마리아 테크 미스트 렌코 (Maria Tsekhmistrenko)는“오, 나는 끔찍한 일을했을 것입니다. 모든 것이 잘못되었습니다. 내 박사 끝났습니다.”
그러나 팀이 전체 지역을 살펴보면서 데이터는 멋진 광경을 드러내기 시작했습니다. 표면 아래 2,900km 떨어진 아프리카의 거대한 얼룩은 중간에서 자라서“트렁크”를 형성하여 1,500 킬로미터의 깊이에 도달합니다. CUSP라고 불리는 트렁크의 꼭대기는 서부와 동부 사지에서 두꺼운 물질을 자라는 것처럼 보입니다. 이들은 1,000 ~ 800km의 깊이에 도달 할 때까지 대각선으로 위로 자랍니다. 이 시점 에서이 가지의 꼭대기는 수직으로 얇은 가지가 솟아납니다.
이 얇은 가지 중 하나는 hyper-volcanic réunion의 밑면에 도달합니다. 북서쪽으로 약 3,000km 떨어진 곳에있는 또 다른 대각선 지점은 동 아프리카로 뻗어 있으며, 화산으로 가득 찬 지역이며, 이전 지진 작업은 하나 또는 두 개의 맨틀 깃털이있는 것으로 밝혀졌습니다.
그러나 문제가 있었다 :이 구조는 열역학 법칙과 화해하기가 어려웠다.
너무 뜨겁고 부력이있는 깃털은 판의 움직임을 포함하여 다른 맨틀 이동 속도의 10 배로 빠르게 상승합니다. “깃털이 너무 빠릅니다. 그들이 올라갈 때 그들을 기울일 시간이 없다”고 말했다.
Tsekhmistrenko, Sigloch 및 Company는 동의합니다. 그렇다면 나무 구조는 맨틀에서 진행되는보다 복잡한 과정에 대한 증거입니다.
그들이 작동한다고 생각하는 방법은 다음과 같습니다. 트렁크와 커프를 포함한 아프리카 블로브는 핵심에 의해 가열됩니다. 핫 커프의 동부 및 서부 주변은 비교적 더 차가운 주변 맨틀 재료의 상당 부분으로 둘러싸여 있으며 상당히 부력이 있습니다. 결국, 800 킬로미터의 얼룩은 각 끝에서 튀어 나옵니다. 둘 다 수천만 년 동안 수직으로 상승합니다. 결국, 그들은 밀집된 하부 맨틀과 덜 조밀 한 맨틀 사이의 얕은 경계에 도달합니다. 거기서 그들은 측면으로 퍼졌습니다. 몇 개의 꼬리가 그들 위에 튀어 나와 수직으로 상승하여 고전적으로 깃털이라고 불리는 좁은 탑을 형성합니다.
한편,이 두 개의 하위 블로브 중 하나가 동 아프리카로 올라가고 1 개는 레 우니온으로 올라 가면서, 중간에 더 가까운 커스의 동부와 서쪽 사지는 두 개의 새로운 멍청이를 생산하고 똑바로 올라갑니다. 그들은 나중에 떠나서 동 아프리카와 레 우니온 블로브의 오른쪽 아래와 하단에 위치하기 때문에 대각선 상호 연결된 가지와 비슷합니다. 실제로, 그것들은 별도의 멍청이이며, 모두 수직으로 상승합니다.
독립 과학자들은 연구에 크게 박수를 보냈습니다. 고전적으로, 고해상도로 깃털 구조를 이미징하는 문제는 지진 데이터가 부족하다는 것입니다. Rychert는“인도양 에서이 놀라운 실험을했기 때문에”라고 말했다.
팀이 가장 큰 깊이에서 가장 높은 도달 범위에 이르기까지 맨틀 전체를 정확하게 해결할 수 있었기 때문에 거대한 배열의 데이터를 추가 지진 데이터 세트와 결합하면 도구 적으로 입증되었습니다. 로스 앤젤레스 캘리포니아 대학교의 지구 물리학자인 Carolina Lithgow-Bertelloni는“지진학 측면에서 한 걸음 더 나아가고 있습니다. "그런 의미에서 나는 그것이 훌륭하다고 생각합니다."
Fitton은 트리 구조는“흥미로운 관찰”이며, 팀의 핵심에서 분기되는 방식에 대한 팀의 모델은“매우 영리한 아이디어”라고 말했다. 그러나 그는 맨틀에서 일어나는 일에 대한 정확한 모델이 일어나고있는 일에 대한 몇 가지 가능한 해석 중 하나 일 뿐이라고 경고합니다. Rychert는“정말 멋진 아이디어라고 생각합니다. "그것이 올바른 아이디어인지는 모르겠지만 멋지다."
Lithgow-Bertelloni는“지진 단층 촬영은 오늘날의 스냅 샷입니다. 오늘날의 구조물의 스냅 샷을 찍고 수백만 년에 걸쳐 어떻게 형성되었는지, 어떻게 계속 진화 할 것인지에 대한 추측은 불확실성으로 인해 경고를 받고 있습니다.
대격변이 오는
팀의 이론적 모델이 정확하다면 두 개의 장거리 사고 열차를 강화합니다. 첫 번째는 지구의 깃털이“실험실의 시럽 상자에서 상승하는 것만 큼 단순하지 않다”고 말했다. 자연은 복잡하고 종종 교활하는 방식으로.
두 번째는이 거대한 멍청이들이 지구의 소란스러운 역사에서 중추적 인 역할을했고 계속 연주 할 것이라는 점입니다.
일부 과학자들은 아프리카의 거대한 블로브의 깃털이 고대의 곤드와 나의 대륙을 파편으로 찢어 최소 1 억 2 천만 년을 보냈다고 의심합니다. 깃털이 바닥으로 올라 가면서 그들은 가열되어 약화시켰다. 그들은 언덕을 만드는 두더지와 마찬가지로이 깃털 꼭대기에 땅이 위로 올라가서 내리막 길을 밀어 넣었습니다. 호주는 인도와 남극 대륙, 아프리카의 마다가스카르, 인도의 세이셸 소기방 - 인도양에서 쫓겨났다.
동 아프리카 아래의 깃털이 맹공격을 유지한다면, 그들은 아프리카 대륙의 미래의 붕괴에 기여할 것입니다. 특히 동 아프리카의 붕괴와 세계에서 가장 어린 바다 옆에 떠 다니는 새로운 미세 대륙의 창조.
.그러나 그 미래의 지각 이혼은 대륙의 남쪽 끝에있을 수있는 재앙을 고려할 때 무의미 해 보입니다. 이 팀은 수천만 년 안에 악몽 같은 양도의 덩어리가 중앙 커프에서 튀어 나와 현재 남아프리카 공화국의 기초를 충족시키기 위해 상승 할 것이라고 추정합니다. Sigloch는 이것이 대격한 분화를 일으킬 것이라고 말했다. 데칸 트랩은 우리가 독방 맨틀 깃털로 생각하는 것에 의해 발생했습니다. 그러나이 미래의 대규모 블로브는 화산을 생산할 수있을 것입니다. 너무나 광범위하고 데칸 트랩이 폭죽이 될 수 있습니다.
미래의 화산 묵시록을 구상하는 것은 불쾌 할 수 있습니다. 그러나 그것이 바로 Plumes의 정확한 그림을 그리는 것이 중요한 이유입니다. 그들은 삶과 죽음의 중재자입니다.
그럼에도 불구하고, 그들이 일으키는 모든 혼란에 대해, 그것들은 판 구조론의 끊임없는주기의 핵심 부분이며, 하나는 탄소와 물을 불규칙하게 묻고 분출하고 기적적으로, 통기성 분위기와 광대 한 바다를 가진 거주 가능한 행성을 초래했습니다 - 심연의 반대의 낙원. Rychert는“행성이 어떻게 인간의 존재를 허용하기 위해 수십억 년 동안이 일을 수행하는지 아는 방법을 아는 것”이라고 말했다.
맨틀의 괴물이 철저히 이해되기까지는 시간이 걸릴 것입니다. 그 날이 도착할 때까지 과학자들은 모양이 바뀌는 맨틀을 계속 스케치 할 것입니다.
