Milyaran Tahun Baru Sejarah Interior Bumi Mengungkapkan 'Gumpalan' Kolosal Menggabungkan dan Memecah Seperti Benua

Stempel Waktu: 21 April 2022 12
Node Sumber: 1273497

Jauh di dalam bumi di bawah kita terletak dua gumpalan seukuran benua. Satu di bawah Afrika, yang lain di bawah Samudra Pasifik.

Gumpalan memiliki akar 2,900 kilometer di bawah permukaan, hampir setengah jalan ke pusat Bumi. Mereka dianggap sebagai tempat kelahiran kolom naik batu panas yang disebut "bulu mantel dalam” yang mencapai permukaan bumi.

Ketika gumpalan ini pertama kali mencapai permukaan, letusan gunung berapi raksasa terjadi—jenis yang menyebabkan kepunahan dinosaurus 65.5 juta tahun yang lalu. Gumpalan juga dapat mengontrol letusan sejenis batu yang disebut kimberlite, yang membawa berlian dari kedalaman 120-150 kilometer (dan dalam beberapa kasus hingga sekitar 800 kilometer) ke permukaan bumi.

Para ilmuwan telah mengetahui gumpalan itu ada sejak lama, tetapi bagaimana mereka berperilaku selama sejarah Bumi telah menjadi pertanyaan terbuka. Dalam penelitian baru, kami memodelkan satu miliar tahun sejarah geologi dan menemukan gumpalan berkumpul bersama dan pecah seperti benua dan superbenua.

Gumpalan bumi seperti yang dicitrakan dari data seismik. Gumpalan Afrika di bagian atas dan gumpalan Pasifik di bagian bawah. Kredit Gambar: mer Bodur

Sebuah Model untuk Evolusi Earth Blob

Gumpalan berada di mantel, lapisan tebal batuan panas antara kerak bumi dan intinya. Mantelnya padat tapi perlahan mengalir dalam rentang waktu yang lama. Kita tahu gumpalan itu ada karena memperlambat gelombang yang disebabkan oleh gempa bumi, yang menunjukkan gumpalan itu lebih panas dari sekitarnya.

Para ilmuwan umumnya setuju gumpalan tersebut terkait dengan pergerakan lempeng tektonik di permukaan bumi. Namun, bagaimana gumpalan telah berubah selama sejarah Bumi telah membingungkan mereka.

Satu aliran pemikiran menunjukkan bahwa gumpalan saat ini telah bertindak sebagai jangkar, terkunci di tempatnya selama ratusan juta tahun sementara batu lain bergerak di sekitar mereka. Namun, kita tahu lempeng tektonik dan bulu mantel bergerak dari waktu ke waktu, dan penelitian menunjukkan bentuk gumpalan berubah.

Penelitian baru kami menunjukkan gumpalan Bumi telah berubah bentuk dan lokasi jauh lebih banyak dari yang diperkirakan sebelumnya. Faktanya, sepanjang sejarah mereka telah berkumpul dan pecah dengan cara yang sama seperti benua dan superkontinen di permukaan bumi.

Kami menggunakan Australia Infrastruktur Komputasi Nasional untuk menjalankan simulasi komputer canggih tentang bagaimana mantel bumi telah mengalir lebih dari satu miliar tahun.

Model ini didasarkan pada merekonstruksi pergerakan lempeng tektonik. Ketika lempeng mendorong satu sama lain, dasar laut didorong ke bawah di antara mereka dalam proses yang dikenal sebagai subduksi. Batuan dingin dari dasar laut tenggelam semakin dalam ke dalam mantel, dan begitu mencapai kedalaman sekitar 2,000 kilometer, ia mendorong gumpalan panas ke samping.

Kami menemukan bahwa seperti halnya benua, gumpalan dapat berkumpul—membentuk "gumpalan super" seperti dalam konfigurasi saat ini—dan pecah seiring waktu.

Aspek kunci dari model kami adalah bahwa meskipun gumpalan berubah posisi dan bentuk dari waktu ke waktu, mereka masih cocok dengan pola letusan gunung berapi dan kimberlite yang tercatat di permukaan bumi. Pola ini sebelumnya merupakan argumen kunci untuk gumpalan sebagai "jangkar" yang tidak bergerak.

Yang mengejutkan, model kami mengungkapkan gumpalan Afrika yang dikumpulkan baru-baru ini 60 juta tahun yang lalu — sangat kontras dengan saran sebelumnya bahwa gumpalan itu mungkin ada dalam bentuknya yang sekarang. hampir sepuluh kali lebih lama.

Sisa Pertanyaan Tentang Gumpalan

Bagaimana gumpalan itu berasal? Apa sebenarnya yang mereka terbuat dari? Kami masih tidak tahu.

Gumpalan mungkin lebih padat dari mantel sekitarnya, dan karena itu mereka dapat terdiri dari bahan yang terpisah dari sisa mantel. awal sejarah bumi. Ini bisa menjelaskan mengapa komposisi mineral Bumi berbeda dari yang diharapkan dari model berdasarkan komposisi meteorit.

Atau, kerapatan gumpalan dapat dijelaskan dengan akumulasi material samudera padat dari lempengan batuan yang didorong ke bawah oleh pergerakan lempeng tektonik.

Terlepas dari itu, pekerjaan kami menunjukkan lempengan yang tenggelam lebih cenderung mengangkut fragmen benua ke gumpalan Afrika daripada ke gumpalan Pasifik. Menariknya, hasil ini konsisten dengan penelitian terbaru yang menunjukkan bahwa sumber gumpalan mantel yang naik dari gumpalan Afrika mengandung material kontinental, sedangkan gumpalan yang naik dari gumpalan Pasifik tidak.

Melacak Gumpalan untuk Menemukan Mineral dan Berlian

Sementara pekerjaan kami menjawab pertanyaan mendasar tentang evolusi planet kita, itu juga memiliki aplikasi praktis.

Model kami menyediakan kerangka kerja untuk menargetkan lokasi mineral yang terkait dengan upwelling mantel secara lebih akurat. Ini termasuk berlian yang dibawa ke permukaan oleh kimberlite yang tampaknya terkait dengan gumpalan.

Endapan sulfida magmatik, yang merupakan cadangan utama nikel dunia, juga terkait dengan bulu mantel. Dengan membantu mineral target seperti nikel (bahan penting baterai lithium-ion dan teknologi energi terbarukan lainnya), model kami dapat berkontribusi pada transisi ke ekonomi rendah emisi.Percakapan

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Kredit Gambar: Interior bumi 80 juta tahun yang lalu dengan struktur panas berwarna kuning hingga merah (lebih gelap lebih dangkal) dan struktur dingin berwarna biru (lebih gelap lebih dalam). mer Bodur/Alam

Stempel Waktu:

Lebih dari Hub Singularity