BBC: În căutarea munților ascunși ai Pământului. O istorie misterioasă

Soarele era orbitor într-o zi de vară din Antarctica. Clipind printre genele ei înghețate, Samantha Hansen a întrezărit un peisaj indefinit: un perete alb, identic de sus până jos, pământul contopindu-se cu cerul. În contextul acestor condiții confuze, cu temperaturi de aproximativ -62C, ea a identificat un loc potrivit în zăpadă pentru un adăpost improvizat.

Hansen a fost în interiorul glacial al continentului – nu al Antarcticii relativ temperate și pitorești suprinse în timpul călătoriilor de croazieră, ci a unui mediu ostil unde se aventurează rareori chiar și fauna locală. În calitate de membră a Universității din Alabama și a Universității de Stat din Arizona, ea căuta lanțuri montane ascunse – culmi pe care nici un explorator nu a urcat și unde nu a pătruns nici măcar lumina soarelui. Acești munți se află în adâncimile Pământului.

În 2015, cercetătorii erau în Antarctica pentru a întemeia o stație seismică: un echipament îngropat pe jumătate în zăpadă care le permite să studieze interioriul planetei noastre. În total, echipa a instalat 15 astfel de stații în toată Antarctica.

Structurile similare munților pe care le-au dezvăluit sunt învăluite în mister. Dar echipa lui Hansen a descoperit că aceste zone de velocitate foarte redusă sau ULVZ-uri, după cum sunt cunoscute, sunt cel mai probabil omniprezente. Oriunde ai fi în lume, ele se află sub picioarele tale, la kilometri distanță. „Noi am găsit dovezi care confirmă prezența ubicuă a ULVZ-urilor”, spune Hansen. Întrebarea care se pune este: Ce sunt ele, mai exact? Și de ce se află în interiorul planetei noastre?

O istorie învăluită în mister

Munții interiori stranii ai Pământului se află pe un prag critic: unul care delimitează nucleul metalic al Pământului de mantaua de roci din jurul său. Echipa lui Hansen crede că această tranziție abruptă este mai drastică decât schimbarea proprietăților fizice la trecerea de la o stare de agregare ultrasolidă la aer. Fenomenul respectiv a debusolat experții timp de decenii: este enigmatic și are un impact semnificativ asupra geologiei planetei.

Deși granița nucleu-manta se întinde pe o distanță de mii de kilometri sub suprafața Pământului, există o cantitate surprinzătoare de interferențe între adâncimile sale insondabile și propria noastră lume. Aceasta este considerată a fi un cimitir al părților străvechi desprinse din fundul oceanului și chiar poate că a fost o condiție de existență a vulcanilor amplasați în locuri neașteptate, precum Hawaii, prin crearea unor canale supraîncălzite până la crusta Pământului.

Istoria munților din adâncimile Pământului a început să fie consemnată în 1996, când savanții au explorat granița nuclea-manta la o distanță semnificativă sub centrul oceanului Pacific. Ei au realizat asta studiind valurile seismice provocate de mișcări tectonice majore: de obicei cutremure, dar bombele nucleare pot avea același efect. Aceste valuri traversează Pământul și pot fi sesizate de stațiile seismice din alte locații, aflate uneori la peste 12.742 km depărtare de punctul lor de suprafață. Examinând traseele parcurse de valuri – inclusiv din perspectiva modului în care sunt refractate de diverse materiale – savanții pot face un fel de radiografie a interioriului planetei.

Atunci când cercetătorii au analizat valurile generate de 25 de cutremure, ei au descoperit că acestea încetineau în mod inexplicabil atunci când atingeau o fâșie zimțată a graniței nucleu-manta. Lanțul montan vast era foarte variabil în dimensiuni: unele creste atingeau 40.000 de metri înălțime, fiind de 4.5 ori mai înalte decât Everestul. Altele aveau doar 3.000 de metri înălțime.

De atunci, au fost descoperiți munți similari localizați sporadic în jurul nucleului. Unii dintre ei sunt deosebit de mari: un specimen monstruos se întinde pe o distanță de 910km sub Hawaii.

Cu toate acestea, nimeni nu știe până în ziua de astăzi cum au ajuns acolo, sau din ce sunt constituiți.

Conform unei ipoteze, munții sunt o parte a mantalei interne, care a ajuns supraîncălzită din cauza proximității sale față de nucleul incandescent al Pământului. Deși mantaua poate atinge o temperatură de 3.700C, aceasta este relativ temperată – nucleul poate atinge maxime colosale de până la 5.500C – nu foarte diferite de temperatura de la suprafața Soarelui. Este sugerat faptul că cele mai fierbinți zone ale graniței nucleu-manta pot deveni parțial topite (e vorba de ULVZ-uri, după cum le numesc geologii).

Lanțurile montane din interiorul Pământului pot fi constituite și din materiale puțin diferite față de cele care intră în componența mantalei din jur. În mod suprinzător, se speculează că ele reprezintă vestigiile unei cruste oceanice străvechi care a dispărut în adâncimi, scufundându-se pe parcursul a milioane de ani și aterizând chiar deasupra nucleului.

În trecut, geologii au recurs la un al doilea puzzle pentru a găsi indicii. Lanțurile montane din interiorul Pământului se află în mod uzual lângă alte structuri geologice misterioase: niște formațiuni sferice enorme, sau provincii mari cu viteză de forfecare scăzută (LLSVP-uri). Există doar două formațiuni de acest fel: una amorfă cunoscută drept „Tuzo”, dedesubtul Africii, și alta denumită „Jason”, dedesubtul Pacificului. Ele sunt considerate preistorice prin excelență, având probabil miliarde de ani vechime. Nimeni nu știe cu exactitate ce sunt și cum au ajuns acolo. Dar proximitatea lor față de munți a întărit convingerea că există o oarecare conexiune între ele.

Una dintre explicații este că totul a început într-adevăr cu alunecarea plăcilor tectonice în mantaua Pământului și scufundarea lor spre granița nucleu-manta. Ulterior, acestea au ajuns reconfigurate într-un asortiment de structuri geologice, de la munți până la formațiuni sferice. Asta ar însemna că ambele sunt făcute dintr-o crustă oceanică străveche: o combinație de rocă bazaltică și sedimente provenite din fundul oceanului, transformate de căldură și presiune intensă.

Dar existența munților dedesubtul Antarcticii ar putea contrazice ipoteza respectivă, potrivit lui Hansen. „Majoritatea regiunii pe care o studiem – emisfera sudică – este destul de îndepărtată de acele structuri impunătoare.”

Explorarea zonelor glaciale

Pentru a instala stații seismice în Antarctica, Hansen și echipa ei au zburat în locurile prestabilite cu elicoptere și avioane mici, amplasând echipamentul într-un strat de zăpadă înalt până la brâu. Unele dintre ele au fost construite lângă coastă, sub privirile curioase ale pinguinilor, iar altele în interioriul continentului.

Ei au avut nevoie doar de câteva zile pentru a obține primele rezultate. Instrumentele folosite pot detecta cutremurele produse aproape în orice loc de pe planetă: „Dacă este suficient de mare, noi îl putem observa”, spune Hansen. Există o multitudine de oportunități de acest fel. Centrul Național de Monitorizare Seismică din SUA înregistrează aproximativ 55 de cutreme produse la nivel global în fiecare zi.

Deși lanțurile montane din interiorul Pământului au fost deja identificate, nimeni nu le-a verificat pe cele aflate dedesubtul Antarcticii. Ele nu se află în proximitatea formațiunilor sferice misterioase, sau a locurilor unde plăcile tectonice au căzut recent. Dar spre surpriza echipei, ele au fost depistate în fiecare locație eșantionată.

În trecut, savanții credeau că munții se aflau în proximitatea locurilor ocupate de formațiunile sferice. Dar rezultatele lui Hansen sugerează faptul că ei pot forma o masă uniformă în jurul nucleului Pământului.

Testarea acestei idei poate necesita mai multă investigație: înainte de studierea Antarcticii, doar 20% din granița nucleu-manta a fost cercetată. „Dar noi sperăm să reducem acest decalaj”, spune Hansen, explicând că cercetarea depinde de dezvoltarea unor tehnici noi pentru identificarea structurilor mai mici. În anumite regiuni, structurile ULVZ arată mai curând ca niște platouri decât munți, astfel încât nu este posibil să vezi întregul strat. Ele nu pot fi identificate de seismografe, nefiind certă nici măcar existența lor.

Cu toate acestea, dacă munții sunt într-adevăr omniprezenți, atunci asta ar avea un impact atât asupra materialelor din care sunt constituiți, cât și a modului în care sunt conectați cu structurile sferice mai mari. Oare vestigiile plăcilor tectonice, de dimensiunile munților, au ajuns într-atât de îndepărtate de formațiunile sferice mai mari?

Indiferent ce vor descoperi, este interesant faptul că peisajul glacial, extraterestru al Antarcticii ne-a oferit indicii pentru rezolvarea misterului munților supraîncălziți și stranii din interioriul Pământului.