Berkeley-Seismologen haben eine 3D-Karte der tiefen Schichten der Erde erstellt

Spezialisten aus Berkeley, Kalifornien, führten eine „Computertomographie“ einiger Regionen der Erde durch und erstellten eine dreidimensionale Karte von Vulkanen, einschließlich tiefer Schichten. Die Karte deckt bisher nicht die gesamte Erde ab, sondern nur Regionen wie Samoa, Hawaii, Island. "Computertomographie" wurde unter Verwendung eines Supercomputers von NERSC durchgeführt. Das System führte eine Modellierung tiefer Schichten durch und zeigte die Struktur seismisch aktiver Regionen.

Wenn die Computertomographie des menschlichen Körpers mit Röntgenstrahlen durchgeführt wird, haben die Wissenschaftler die Erde nicht gescannt, sondern den Durchgang seismischer Wellen durch die tiefen und oberflächennahen Schichten der Erdkruste untersucht. Diese Wellen wurden nicht vom Menschen erzeugt, sondern von Erdbeben. Spezialisten überwachten 20 Jahre lang 273 starke Erdbeben.



Zuvor haben Seismologen bereits versucht, eine dreidimensionale Karte der Magmasäulen zu erstellen. Bisher war jedoch unklar, ob diese Säulen mit bekannten Vulkanen verbunden sind oder isoliert sind.

Die neue hochauflösende Mantelkarte zeigt nicht nur die Verbindung von Magmasäulen mit externen Kanälen (Vulkanen), sondern zeigt auch, dass „Magmaseen“ in einer Tiefe von etwa 1000 km eine Größe von 600 bis 1000 km erreichen können. Dies ist fünfmal mehr als erwartet. Die Temperatur der Magmasäulen ist ungefähr 400 Grad höher als die Temperatur der umgebenden Gesteine.

„Vor uns hat niemand diese säulenförmigen Objekte gesehen, die die untere und obere Schicht des Mantels verbinden“, sagt Scott French, einer der Studienteilnehmer. Ein anderes Teammitglied stellt fest, dass nicht alle Säulen direkt mit Vulkanen verbunden sind - oft ähnelt dies eher einem Flussdelta. Laut Forschern werden Magmasäulen schmaler, wenn sie sich der oberen Schicht des Mantels nähern.


Ein Beispiel für die Position von Magma-Tanks und Magma-Säulen im Mantel (Bild: Scott French)

Wissenschaftler haben auch versucht, eine ungefähre Karte der Position von Magma-Säulen und -Tanks zu erstellen, in der die weltweit erhaltenen Informationen angezeigt werden.


Wie sich herausstellte, sind die meisten Vulkane mit magmatischen Stauseen verbunden, die zwischen dem Metallkern und dem Mantel in einer Tiefe von etwa 2800 km liegen.

Interessanterweise konnte der Supercomputer die Verbindung zwischen dem Yellowstone-Vulkan und den Magmasäulen nicht erkennen. Vielleicht ist die Größe der Säulen an diesem Ort zu klein, und es ist einfach unmöglich, sie mit vorhandenen Methoden zu identifizieren.

Um die Karte selbst zu erstellen („Computertomographie“), verwendeten die Wissenschaftler ein sehr genaues Modell der Ausbreitung seismischer Wellen durch den Mantel, wobei Daten von Seismographen und anderen Sensoren auf der ganzen Welt verwendet wurden. Die Erstellung des endgültigen Modells erforderte 3 Millionen Stunden Prozessorzeit für NERSC-Supercomputer. Das alles dauerte ungefähr zwei Wochen.

Jetzt planen Experten, eine noch genauere Karte der Struktur der tiefen Schichten des Mantels zu erstellen. Vielleicht werden Wissenschaftler zunächst versuchen, eine solche Karte für einzelne Regionen und dann für den gesamten Globus zu erstellen.

Source: https://habr.com/ru/post/de383865/