Ved at udsætte eksplosioner og lytte til deres efterklang dybt inde i Jorden har forskere taget ækvivalenten med en CT-scanning af basen på en tektonisk plade. Resultaterne viser, at basen har et tyndt, glat lag, der kan hjælpe pladen med at bevæge sig over et mere tyktflydende lag af sten nedenfor - og kan forklare, hvad der driver pladetektonik.
Relateret indhold
- Undersøgelse siger, at jordens pladetektonik kan være bare en fase
- Diamanter holder hemmelighed om pladetektonik
Teorien om pladetektonik beskriver, hvordan stenpladerne, der udgør Jordens stive skal, litosfæren, sprænger rundt for at danne strukturer som kontinenter, bjerge og dybe havgrave. Teorien forklarer de vigtigste aspekter af planeten, herunder kontinental drift, jordskælv og vulkaner. Men teorien om pladetektonik har kun eksisteret i 50 år, og forskere arbejder stadig på mange af detaljerne.
Tim Stern fra New Zealands Victoria University og hans kolleger ønskede bedre at forstå jordskælvsfare i regionen Wellington, New Zealand. For flere år siden satte holdet en række geologiske lytteindlæg langs en linje over New Zealand, hvor Stillehavs-pladen underviser eller dykker under den australske plade. De borede en række huller langs den linje, pakket hullerne med sprængstoffer, toppede hullerne med grus og satte eksplosionerne i gang. Forskerne brugte derefter lytteudstyret for at se, hvordan de resulterende seismiske bølger bevægede sig gennem pladen, så de kunne skabe et billede af, hvad de ikke direkte kunne se.
Denne tegneserie viser den oceaniske lithosfære af Stillehavets plade undertrådende under den kontinentale australske plade. Forstørrelsen til højre viser kanalen ved bunden af pladen, der giver pladen mulighed for at glide uhindret. (Tim Stern) Forskerne blev overrasket over at finde ud af, at deres data lod dem se omkring 62 mil under overfladen, et område, der inkluderer basen på den undergivende Stillehavsplade. På kun 45 mil tyk var pladen tyndere end man havde troet, rapporterer holdet i dag i Nature . Afgrænsningsområdet mellem pladen og det viskose lag nedenfor, kaldet asthenosfæren, var også meget tyndere på kun ca. 3.200 fod. Lige under det var en 6 mil tyk kanal - muligvis indeholdende vand eller smeltet sten - som forskerne siger, smører bevægelsen af pladen, svarende til hvordan et tyndt lag smeltet vand under et sæt ski hjælper en skiløber med at glide hen over sne.
Ifølge Stern har fundene vigtige konsekvenser for at finde ud af de kræfter, der virker på tektoniske plader, og hvordan pladerne bevæger sig. Der er to konkurrerende teorier om, hvad der driver pladebevægelse: Den ene holder denne konvektion i den dybe mantel, der driver pladetektonik. Den anden teori siger, at pladerne bevæger sig på grund af kræfter, der trækker og skubber i kanterne, hvor de undergiver sig under deres naboer. En tynd glat kanal, som den, der blev fundet i den nye undersøgelse, ville frakoble pladen fra kappen, siger Stern og gør konvektionsteorien mindre sandsynlig.
Forskningen kan muligvis også forklare et langvarigt mysterium med Hawaiiøerne. Øskæden blev skabt af et stationært hotspot, hvor magma drives til overfladen. Når stillehavspladen over hotspotet bevæger sig, skaber de vulkanske kræfter nye øer. På en eller anden måde tog kæden en 30-graders ændring af retningen for flere millioner år siden, bemærker Stern. Den drejning har urolige geofysikere, siger han, men en teoretisk undersøgelse havde forudsagt, at et lag med lav viskositet under pladen kunne forklare fænomenerne - et lag som det, der lige blev fundet i New Zealand.
