Jauh di dalam bumi, dua struktur mantel raksasa menulis ulang sejarah geologi
Jauh di dalam mantel bumi terletak dua struktur besar berukuran benua yang dikenal sebagai LLVP. Para ilmuwan pernah percaya bahwa daerah -daerah ini serupa, tetapi penelitian inovatif telah mengungkapkan bahwa mereka memiliki komposisi dan sejarah yang sangat berbeda.
LLVP Pasifik lebih muda dan diperkaya dengan kerak samudera karena lokasinya di dekat zona subduksi aktif, sedangkan LLVP Afrika lebih tua dan lebih menyebar. Struktur yang dalam ini dapat memengaruhi medan magnet Bumi, berpotensi mempengaruhi stabilitasnya. Penemuan ini menantang asumsi lama dan membuka pertanyaan baru tentang pekerjaan batin planet kita.
Struktur mantel misterius digali
Sebuah studi baru oleh para peneliti dari Universitas Cardiff, Universitas Oxford, Universitas Bristoldan University of Michigan telah mengungkapkan bahwa dua wilayah besar jauh di dalam mantel Bumi memiliki sejarah dan komposisi kimia yang berbeda. Ini menantang asumsi yang telah lama dipegang bahwa mereka identik. Temuan diterbitkan di Laporan Ilmiah.
Para ahli seismologi telah lama memahami bahwa gelombang seismik dari gempa bumi bergerak dengan kecepatan yang berbeda melalui berbagai bagian interior Bumi. Dengan menganalisis variasi ini, para ilmuwan dapat memetakan struktur dalam planet ini – mirip dengan bagaimana CT scan membuat gambar tubuh manusia.
LLVP besar di bawah kaki kami
Jauh di dalam mantel – lapisan antara inti besi Bumi dan kerak berbatu – terletak dua daerah luas di bawah Samudra Pasifik dan Afrika di mana gelombang seismik melambat secara signifikan. Dikenal sebagai “provinsi berkecepatan rendah besar” (LLVP), struktur ini lebih besar dari benua, membentang hingga 900 kilometer tinggi dan mencakup ribuan kilometer.
Salah satu hipotesis umum adalah bahwa LLVP terdiri dari kerak samudera yang didorong ke mantel di zona subduksi. Bahan kerak ini kemudian diaduk melalui mantel selama jutaan tahun dan terakumulasi untuk membentuk LLVP.
Perbedaan mengejutkan antara kedua LLVP
Para peneliti biasanya mengasumsikan bahwa kedua LLVP mirip satu sama lain di alam, misalnya komposisi kimia dan usia, karena gelombang seismik melakukan perjalanan melalui mereka dengan cara yang sama. Tetapi sebuah studi baru, yang ditulis bersama oleh Dr. Paula Koelemeijer (Departemen Ilmu Bumi, Universitas Oxford), telah menantang pandangan ini dengan memodelkan pembentukan LLVP melalui waktu.
Dengan menggabungkan model konveksi mantel, termasuk rekonstruksi tentang bagaimana lempeng tektonik telah bergerak di atas permukaan bumi selama miliar tahun terakhir, penelitian ini telah mampu menunjukkan bahwa LLVP Afrika terdiri dari bahan campuran yang lebih tua dan lebih baik daripada LLVP Pasifik, yang mengandung 50% lebih banyak dan lebih muda dari keributan samudra (dan dikelilingi Mante. Perbedaan yang dihasilkan dalam kepadatan juga dapat menjelaskan mengapa LLVP Afrika lebih difus dan lebih tinggi dari rekan Pasifiknya.
“Karena simulasi numerik tidak sempurna, kami telah menjalankan banyak model untuk berbagai parameter. Setiap kali, kami menemukan LLVP Pasifik diperkaya dalam kerak samudera yang ditundukkan, menyiratkan bahwa sejarah subduksi Bumi baru -baru ini mendorong perbedaan ini,” jelas Dr. James Panton (Cardiff University), penulis utama.
Pacific vs African LLVP: A Tale of Two Histories
Model penelitian ini juga menunjukkan bahwa LLVP Pasifik secara konsisten diisi ulang oleh bahan kerak samudera segar sejak 300 juta tahun yang lalu, karena dikelilingi di permukaan oleh lingkaran zona subduksi, yang dikenal sebagai Cincin Api Pasifik. Sebaliknya, LLVP Afrika tidak menerima materi baru pada tingkat yang sama, dan bahan telah bercampur lebih banyak dengan mantel di sekitarnya, menurunkan kepadatannya.
Sampai sekarang, perbedaan -perbedaan ini telah diabaikan karena suhu adalah kontrol dominan pada seberapa cepat gelombang seismik bergerak melalui suatu bahan. Model yang disajikan dalam penelitian ini menunjukkan bahwa kedua LLVP sebenarnya memiliki suhu yang sama, yang menjelaskan mengapa mereka terlihat secara seismik serupa. Ini menyoroti pentingnya menggabungkan berbagai disiplin ilmu untuk memeriksa dengan cermat cara kerja batin planet kita.
Hubungan yang dalam antara mantel dan medan magnet
“Fakta bahwa kedua LLVP ini berbeda dalam komposisi, tetapi tidak dalam suhu, adalah kunci dari cerita dan menjelaskan mengapa mereka tampak sama secara seismik. Ini juga menarik untuk melihat hubungan antara pergerakan pelat di permukaan bumi dan struktur 3000 km di planet kita,” kata Dr. Paula Koelemejer (University of Oxford), Co-no-nead di Planet kita, “kata Dr. Paula Koelemejer (University of Oxford), Co-no-no-noing di Planet kita di Paula Koelemejer (University of Oxford), Co-ne-noum di Planet kita, kata Dr. Paula Koelemejer (University of Oxford), Co-no-No.
Suhu tinggi LLVP, dan posisi mereka di mantel dalam di setiap sisi planet, berarti bahwa mereka mempengaruhi bagaimana panas diekstraksi dari inti bumi. Ini berdampak pada konveksi di inti luar – suatu proses yang menggerakkan medan magnet dan melindungi kita di permukaan dari sinar kosmik yang berbahaya. Jika LLVP Afrika dan Pasifik berbeda, panas mungkin tidak lagi diekstraksi secara simetris, yang dapat menyebabkan ketidakstabilan medan magnet.
Ini membuatnya penting untuk memahami struktur LLVP dan bagaimana mereka mempengaruhi ekstraksi panas dari inti. Para ilmuwan sekarang perlu memperhitungkan asimetri ini dalam kepadatan mantel dalam model Bumi yang dalam. Ini menimbulkan tantangan untuk pengamatan, karena data yang digunakan sering kali hanya memberikan informasi tentang struktur simetris di bumi.
Tantangan baru bagi para ilmuwan bumi
Koelemeijer menambahkan: “Kita sekarang perlu mencari data yang dapat membatasi asimetri yang diusulkan dalam kepadatan, misalnya menggunakan pengamatan medan gravitasi Bumi.”
Referensi: “Komposisi Unik dan Sejarah Evolusi Provinsi Kecepatan Rendah Besar” oleh James Panton, J. Huw Davies, Paula Koelemeijer, Robert Myhill dan Jeroen Ritsema, 6 Februari 2025, Laporan Ilmiah.
Doi: 10.1038/s41598-025-88931-3
