Κυριακή, 14 Αυγούστου 2011

Οπτικοποιώντας εκείνο που δε θα δούμε ποτέ



Η αποτύπωση σεισμικών δεδομένων σε εικόνες, με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή, αποκαλύπτει την όψη του εσωτερικού της Γης

Ο άνθρωπος έχει περπατήσει στο φεγγάρι, έχει στείλει ρομποτικές συσκευές στην επιφάνεια του Αρη και της Αφροδίτης, έχει ανακαλύψει μακρινούς εξωπλανήτες, αλλά το περισσότερο που έχει διεισδύσει στο εσωτερικό του δικού μας πλανήτη είναι η γεώτρηση βάθους 12 χιλιομέτρων που έκανε η Σοβιετική Ενωση στη χερσόνησο Κόλα, δηλαδή μόλις το 0,2% της απόστασης ως το κέντρο της Γης. Τα εσωτερικά στρώματα του πλανήτη παραμένουν άγνωστο τοπίο.






Επετειακό γραμματόσημο της ΕΣΣΔ για τη βαθύτερη γεώτρηση στον κόσμο, στη χερσόνησο Κόλα. Η ερευνητική γεώτρηση έδωσε σημαντικές πληροφορίες και σταμάτησε όταν διαπιστώθηκε ότι σε βάθος 12.262 μέτρα η θερμοκρασία ήταν 180 βαθμοί Κελσίου, αντί των 100 που υπολόγιζαν οι γεωλόγοι και κατά συνέπεια στα 15.000 μέτρα, που ήταν ο αρχικός στόχος, η θερμοκρασία θα έφτανε τους 300 βαθμούς, αχρηστεύοντας το τρυπάνι 

Χρησιμοποιώντας τεχνολογίες ανάλογες με εκείνες των αξονικών τομογράφων, οι γεωλόγοι προσπαθούν να «ξεφλουδίσουν» τη Γη και να αποκαλύψουν την εσωτερική της δραστηριότητα, με εκπληκτική τρισδιάστατη λεπτομέρεια. Για να δημιουργηθεί η γενική εικόνα που εμφανίζεται εδώ, χρησιμοποιήθηκε σεισμική τομογραφία, η οποία παρακολουθεί τα κύματα που παράγονται από τους σεισμούς, καθώς αυτά ταξιδεύουν γύρω και μέσα στη Γη. Το μοντέλο αποκαλύπτει τη δομή του μανδύα, του παχύτερου στρώματος, που αποτελείται από θερμά συμπιεσμένα πετρώματα και βρίσκεται μεταξύ του στερεού φλοιού και του πυρήνα. Ο μανδύας, που απαρτίζει περισσότερο από τα τέσσερα πέμπτα του όγκου του πλανήτη, θερμαίνεται από τη φυσική ραδιενεργό διάσπαση πετρωμάτων που περιέχει και από το λιωμένο πυρήνα σιδήρου που βρίσκεται από κάτω του. Η θερμότητα από τον πυρήνα, μεταφέρεται αργά προς τα έξω, από τις κινήσεις στον παχύρρευστο μανδύα, που μοιάζουν με τις κινήσεις σε ένα δοχείο όπου βράζει μέλι.
Τα σεισμικά κύματα κινούνται πιο αργά μέσα από τις πιο θερμές περιοχές (κόκκινες) και πιο γρήγορα μέσα από τις ψυχρότερες (μπλε), σε σχέση με την ταχύτητα που κινούνται μέσα από τον υπόλοιπο μανδύα. Μετρώντας την ταχύτητα των κυμάτων κατασκευάστηκε αυτός ο θερμικός χάρτης, όπου η σφαίρα στο κέντρο δείχνει τη θερμοκρασία στα βαθύτερα σημεία του μανδύα (αυτά που έρχονται σε επαφή με τον πυρήνα). Οι προεξοχές σκιαγραφούν θερμοκρασιακές ανωμαλίες, ενώ τα κίτρινα βέλη δείχνουν πόσο γρήγορα κινούνται διαφορετικές περιοχές του μανδύα και του στερεού φλοιού, με τα μακρύτερα απ' αυτά να υποδηλώνουν μια ταχύτητα 10 εκατοστών ανά έτος. Οι κινήσεις στο μανδύα είναι η αιτία πίσω από την κίνηση των τεκτονικών πλακών. Για να μπορέσουν οι επιστήμονες να καταλάβουν τα γεωλογικά φαινόμενα που συμβαίνουν στην επιφάνεια, από το σχηματισμό των βουνών μέχρι τους σεισμούς, είναι πολύ χρήσιμο να κατανοήσουν τις κινήσεις του υλικού στα βάθη του μανδύα.










Η όψη των πετρωμάτων του μανδύα


Η σεισμική απεικόνιση μπορεί να δημιουργήσει χάρτες του μανδύα, αλλά οι γεωλόγοι δεν πρόκειται να έχουν σύντομα στα χέρια τους δείγματα από αυτό το μέρος του πλανήτη. Γι' αυτό ορισμένοι προσπαθούν να δημιουργήσουν στο εργαστήριο το ανάλογο ενός δείγματος του μανδύα. Χρησιμοποιούν ένα κράμα πλούσιο σε σίδηρο και ενώσεις του πυριτίου, το οποίο υποβάλλουν σε πιέσεις 60.000 ατμοσφαιρών και θερμοκρασίες 1.800 βαθμών Κελσίου, δηλαδή σε συνθήκες σαν αυτές που επικρατούν στο μανδύα. Η μελέτη με ακτίνες Χ του πετρώματος που παράγεται δίνει την εικόνα στα αριστερά. Ο σίδηρος λιώνει και σχηματίζει διακριτά σφαιρίδια (φωτεινοί κύκλοι), που είναι επίσης ορατά και στον εμφανιζόμενο στην κάτω φωτογραφία μετεωρίτη, ανάλογης σύνθεσης. Τώρα οι επιστήμονες θέλουν να αυξήσουν τη θερμοκρασία και την πίεση για να δουν, αν μέσω αυτής της διαδικασίας ο σίδηρος μπορεί να έρευσε μέσα από το μανδύα, σχηματίζοντας τον πυρήνα πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.


Επιμέλεια: Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
 Πηγή: «  Discover
»








Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου