Planet kita terdiri daripada tiga bahagian utama (geosfera). Teras terletak di tengah, mantel padat dan likat memanjang di atasnya, dan kerak yang agak nipis adalah lapisan paling atas badan pepejal Bumi. Sempadan antara kerak dan mantel dipanggil permukaan Mohorovich. Kedalaman kejadiannya tidak sama di kawasan yang berbeza: di bawah kerak benua ia boleh mencapai 70 km, di bawah lautan - hanya kira-kira 10. Apakah sempadan ini, apa yang kita tahu tentangnya dan apa yang kita tidak tahu, tetapi kita boleh andaikan?
Mari kita mulakan dengan sejarah isu itu.
Pembukaan
Permulaan abad ke-20 ditandai dengan perkembangan seismologi saintifik. Satu siri gempa bumi kuat yang mempunyai akibat yang dahsyat menyumbang kepada kajian sistematik fenomena semula jadi yang menggerunkan ini. Pengkatalogan dan pemetaan sumber gempa bumi yang direkodkan secara instrumental bermula, dan ciri-ciri gelombang seismik mula dikaji secara aktif. Kelajuan pembiakan mereka bergantung pada ketumpatan dan keanjalanpersekitaran, yang memungkinkan untuk mendapatkan maklumat tentang sifat-sifat batuan di dalam perut planet ini.
Pembukaan tidak lama lagi. Pada tahun 1909, ahli geofizik Yugoslav (Croasia) Andrija Mohorovichic memproses data mengenai gempa bumi di Croatia. Didapati bahawa seismogram gempa bumi cetek sedemikian, yang diperoleh di stesen yang jauh dari pusat gempa bumi, membawa dua (atau lebih) isyarat daripada satu gempa bumi - terus dan dibiaskan. Yang terakhir memberi keterangan mengenai peningkatan kelajuan secara mendadak (dari 6.7-7.4 kepada 7.9-8.2 km/s untuk gelombang membujur). Saintis mengaitkan fenomena ini dengan kehadiran sempadan tertentu yang memisahkan lapisan tanah bawah dengan ketumpatan yang berbeza: mantel terletak lebih dalam, mengandungi batuan padat, dan kerak - lapisan atas, terdiri daripada batuan yang lebih ringan.
Sebagai penghormatan kepada penemu, antara muka antara kerak dan mantel dinamakan sempena namanya dan telah dikenali sebagai sempadan Mohorovich (atau ringkasnya Moho) selama lebih daripada seratus tahun.
Ketumpatan batuan yang dipisahkan oleh Moho juga berubah secara mendadak - daripada 2.8-2.9 kepada 3.2-3.3 g/cm3. Terdapat sedikit keraguan bahawa perbezaan ini menunjukkan komposisi kimia yang berbeza.
Namun, percubaan untuk terus ke dasar kerak bumi setakat ini gagal.
Projek Mohole - Bermula Merentasi Lautan
Percubaan pertama untuk mencapai mantel dibuat oleh AS pada 1961-1966. Projek itu dinamakan Mohole - daripada perkataan Moho dan hole "hole, hole." Ia sepatutnya mencapai matlamat dengan menggerudi dasar lautan,dihasilkan daripada platform terapung ujian.
Projek mengalami kesukaran yang serius, dana dibelanjakan secara berlebihan, dan selepas selesai kerja fasa pertama, Mohol ditutup. Keputusan eksperimen: lima telaga telah digerudi, sampel batu diperoleh daripada lapisan bas alt kerak lautan. Kami dapat menggerudi ke bahagian bawah pada 183 m.
Kola Superdeep – gerudi melalui benua
Sehingga hari ini, rekodnya masih belum dipecahkan. Penyelidikan terdalam dan telaga menegak terdalam telah diletakkan pada tahun 1970, kerja-kerja di atasnya telah dijalankan secara berselang-seli sehingga tahun 1991. Projek ini mempunyai banyak tugas saintifik dan teknikal, beberapa daripadanya berjaya diselesaikan, sampel batuan unik kerak benua telah dilombong (jumlah panjang teras adalah lebih dari 4 km). Selain itu, semasa penggerudian, beberapa data baru yang tidak dijangka telah diperolehi.
Menjelaskan sifat Moho dan menetapkan komposisi lapisan atas mantel adalah antara tugas Kola Superdeep, tetapi perigi itu tidak sampai ke mantel. Penggerudian berhenti pada kedalaman 12,262 m dan belum disambung semula.
Projek moden masih merentasi lautan
Walaupun menghadapi cabaran tambahan penggerudian laut dalam, program semasa merancang untuk mencapai sempadan Moho melalui dasar lautan, kerana kerak bumi di sini lebih nipis.
Pada masa ini, tiada negara boleh melaksanakan projek berskala besar seperti penggerudian ultra dalam untuk mencapai bumbung mantel dengan sendirinya. Sejak 2013 dalam rangka kerja Program AntarabangsaIODP (Program Penemuan Lautan Antarabangsa: Meneroka Bumi Di Bawah Laut) sedang melaksanakan projek Mohole to Mantle. Antara matlamat saintifiknya ialah mendapatkan sampel bahan mantel dengan menggerudi telaga ultra dalam di Lautan Pasifik. Alat utama dalam projek ini ialah kapal penggerudian Jepun "Tikyu" - "Bumi", mampu memberikan kedalaman penggerudian sehingga 10 km.
Kita hanya boleh menunggu, dan jika semuanya berjalan lancar, pada tahun 2020 sains akhirnya akan mempunyai sekeping mantel yang dilombong dari mantel itu sendiri.
Penderiaan jauh akan menjelaskan sifat sempadan Mohorovicic
Memandangkan masih mustahil untuk mengkaji secara langsung tanah bawah pada kedalaman yang sepadan dengan kejadian bahagian kerak-mantel, idea tentangnya adalah berdasarkan data yang diperoleh melalui kaedah geofizik dan geokimia. Geofizik menyediakan penyelidik dengan bunyi seismik dalam, bunyi magnetotelurik dalam, kajian gravimetrik. Kaedah geokimia membolehkan anda mengkaji serpihan batuan mantel - xenolith yang dibawa ke permukaan dan batuan menceroboh ke dalam kerak bumi semasa pelbagai proses.
Jadi, telah ditetapkan bahawa sempadan Mohorovich memisahkan dua media dengan ketumpatan dan kekonduksian elektrik yang berbeza. Adalah diterima umum bahawa ciri ini mencerminkan sifat kimia Moho.
Di atas antara muka, terdapat batuan yang agak ringan pada kerak bawah, yang mempunyai bahagian utamakomposisi (gabbroids), - lapisan ini secara konvensional dipanggil "bas alt". Di bawah sempadan adalah batuan mantel atas - peridotit ultramafik dan dunit, dan di beberapa kawasan di bawah benua - eclogit - batuan mafik bermetamorfosis dalam, mungkin peninggalan dasar lautan purba, dibawa ke dalam mantel. Terdapat hipotesis bahawa di tempat sedemikian Moho ialah sempadan peralihan fasa bahan daripada komposisi kimia yang sama.
Ciri menarik Moho ialah bentuk sempadan disambungkan dengan pelepasan permukaan bumi, mencerminkannya: di bawah lekukan sempadan dinaikkan, dan di bawah banjaran gunung ia membengkok lebih dalam. Akibatnya, keseimbangan isostatik kerak direalisasikan di sini, seolah-olah direndam dalam mantel atas (untuk kejelasan, mari kita ingat gunung ais terapung di dalam air). Graviti bumi juga "mengundi" untuk kesimpulan ini: sempadan Mohorovich kini dipetakan secara global secara mendalam berkat hasil pemerhatian graviti dari satelit GOCE Eropah.
Kini diketahui bahawa sempadan itu mudah alih, malah boleh runtuh semasa proses tektonik utama. Pada tahap tekanan dan suhu tertentu, ia terbentuk semula, yang menunjukkan kestabilan fenomena dalaman bumi ini.
Mengapa ia diperlukan
Minat saintis terhadap Moho bukan secara kebetulan. Sebagai tambahan kepada kepentingan yang besar untuk sains asas, adalah sangat penting untuk menjelaskan isu ini untuk bidang pengetahuan gunaan, seperti proses semula jadi berbahaya yang bersifat geologi. Interaksi bahan di kedua-dua belah bahagian kerak-mantel, kehidupan kompleks mantel itu sendiri, mempunyai pengaruh yang menentukan pada semua yang berlaku di permukaan planet kita - gempa bumi, tsunami, pelbagai manifestasi gunung berapi. Dan untuk memahaminya dengan lebih baik bermakna meramalkan dengan lebih tepat.
