Planeta noastră este formată din trei părți principale (geosfere). Miezul este situat în centru, deasupra lui se extinde o manta densă și vâscoasă, iar crusta destul de subțire este stratul superior al corpului solid al Pământului. Limita dintre crustă și manta se numește suprafața Mohorovichic. Adâncimea apariției sale nu este aceeași în diferite regiuni: sub crusta continentală poate ajunge la 70 km, sub oceanic - doar aproximativ 10. Care este această limită, ce știm despre ea și ce nu știm, dar putem presupune?
Să începem cu istoricul problemei.
Deschidere
Începutul secolului al XX-lea a fost marcat de dezvoltarea seismologiei științifice. O serie de cutremure puternice care au avut consecințe devastatoare au contribuit la studiul sistematic al acestui formidabil fenomen natural. A început catalogarea și cartografierea surselor de cutremure înregistrate instrumental, iar caracteristicile undelor seismice au început să fie studiate activ. Viteza de propagare a acestora depinde de densitate și elasticitatemediu, care face posibilă obținerea de informații despre proprietățile rocilor din intestinele planetei.
Deschiderile nu au întârziat să apară. În 1909, geofizicianul iugoslav (croat) Andrija Mohorovichic a procesat date despre un cutremur din Croația. S-a constatat că seismogramele unor astfel de cutremure de mică adâncime, obținute în stații îndepărtate de epicentru, transportă două (sau chiar mai multe) semnale de la un cutremur - direct și refractat. Acesta din urmă a mărturisit o creștere bruscă a vitezei (de la 6,7-7,4 la 7,9-8,2 km/s pentru unde longitudinale). Omul de știință a asociat acest fenomen cu prezența unei anumite limite care separă straturile subsolului cu densități diferite: mantaua situată mai adânc, care conține roci dense, și crusta - stratul superior, compus din roci mai ușoare.
În onoarea descoperitorului, interfața dintre crustă și manta a fost numită după el și este cunoscută drept limita Mohorovichic (sau pur și simplu Moho) de mai bine de o sută de ani.
Densitatea rocilor separate de Moho se modifică, de asemenea, brusc - de la 2,8-2,9 la 3,2-3,3 g/cm3. Nu există nicio îndoială că aceste diferențe indică diferite compoziții chimice.
Totuși, încercările de a ajunge direct la fundul scoarței terestre au eșuat până acum.
Proiect Mohole - Începând peste Ocean
Prima încercare de a atinge mantaua a fost făcută de SUA în 1961-1966. Proiectul a fost numit Mohole - de la cuvintele Moho și hole „gaura, gaura”. Trebuia să atingă obiectivul forând fundul oceanului,produs de pe o platformă plutitoare de probă.
Proiectul a întâmpinat dificultăți serioase, fondurile au fost cheltuite în exces, iar după finalizarea primei faze de lucrări, Mohol a fost închis. Rezultatele experimentului: au fost forate cinci sonde, au fost obținute probe de rocă din stratul de baz alt al scoarței oceanice. Am reușit să forăm în fund la 183 m.
Kola Superdeep – găuriți prin continent
Până în prezent, recordul ei nu a fost doborât. Cea mai adâncă cercetare și cea mai adâncă fântână verticală a fost construită în 1970, lucrările la ea s-au desfășurat intermitent până în 1991. Proiectul a avut multe sarcini științifice și tehnice, unele dintre ele au fost rezolvate cu succes, au fost extrase probe unice de roci din scoarța continentală (lungimea totală a miezurilor a fost de peste 4 km). În plus, în timpul forajului, au fost obținute o serie de date noi neașteptate.
Clarificarea naturii Moho și stabilirea compoziției straturilor superioare ale mantalei s-au numărat printre sarcinile Superadâncului Kola, dar fântâna nu a ajuns la manta. Forajul s-a oprit la o adâncime de 12.262 m și nu a fost reluat.
Proiectele moderne sunt încă peste ocean
În ciuda provocărilor suplimentare legate de forajul la adâncime, programele actuale intenționează să ajungă la limita Moho prin fundul oceanului, deoarece scoarța terestră este mult mai subțire aici.
În prezent, nicio țară nu poate desfășura un proiect la scară atât de mare precum forarea ultra-profundă pentru a ajunge singură la acoperișul mantalei. Din 2013 în cadrul Programului InternaționalIODP (International Ocean Discovery Program: Exploring the Earth Under the Sea) implementează proiectul Mohole to Mantle. Printre obiectivele sale științifice se numără obținerea de mostre de materie de manta prin forarea unei puțuri ultra-profunde în Oceanul Pacific. Instrumentul principal al acestui proiect este nava de foraj japoneză „Tikyu” - „Pământ”, capabilă să ofere o adâncime de foraj de până la 10 km.
Nu putem decât să așteptăm, iar dacă totul merge bine, în 2020, știința va avea în sfârșit o bucată din manta extrasă din mantaua în sine.
Teledetecția va clarifica proprietățile limitei Mohorovicic
Deoarece este încă imposibil să se studieze direct subsolul la adâncimi corespunzătoare apariției secțiunii scoarță-manta, ideile despre acestea se bazează pe date obținute prin metode geofizice și geochimice. Geofizica oferă cercetătorilor studii seismice profunde, sondaje magnetotelurice profunde, studii gravimetrice. Metodele geochimice fac posibilă studierea fragmentelor de roci ale mantalei - xenoliți scoși la suprafață și roci pătrunse în scoarța terestră în timpul diferitelor procese.
Deci, s-a stabilit că granița Mohorovichic separă două medii cu densitate și conductivitate electrică diferite. Este în general acceptat că această caracteristică reflectă natura chimică a lui Moho.
Deasupra interfeței, există roci relativ ușoare ale scoarței inferioare, care au principalulcompoziție (gabroizi), - acest strat se numește în mod convențional „baz alt”. Sub graniță se află roci ale mantalei superioare - peridotite și dunite ultramafice, iar în unele zone de sub continente - eclogite - roci mafice profund metamorfozate, posibil relicve ale fundului oceanic antic, aduse în manta. Există o ipoteză că în astfel de locuri Moho este limita tranziției de fază a unei substanțe cu aceeași compoziție chimică.
O caracteristică interesantă a lui Moho este că forma graniței este legată de relieful suprafeței pământului, oglindindu-l: sub depresiuni granița este ridicată, iar sub lanțurile muntoase se îndoaie mai adânc. În consecință, aici se realizează echilibrul izostatic al crustei, parcă scufundat în mantaua superioară (pentru claritate, să ne amintim un aisberg plutind în apă). Gravitația Pământului „votează” și ea pentru această concluzie: granița Mohorovichic este acum mapată la nivel global în profunzime datorită rezultatelor observațiilor gravitaționale de la satelitul european GOCE.
Acum se știe că granița este mobilă, poate chiar să se prăbușească în timpul proceselor tectonice majore. La un anumit nivel de presiune și temperatură, se formează din nou, ceea ce indică stabilitatea acestui fenomen din interiorul pământului.
De ce este nevoie
Interesul oamenilor de știință pentru Moho nu este întâmplător. Pe lângă marea importanță pentru știința fundamentală, este foarte important să clarificăm această problemă pentru domenii aplicate de cunoaștere, cum ar fi procesele naturale periculoase de natură geologică. Interacțiunea materiei de ambele părți ale secțiunii crustă-manta, viața complexă a mantalei în sine, au o influență decisivă asupra a tot ceea ce se întâmplă pe suprafața planetei noastre - cutremure, tsunami, diverse manifestări ale vulcanismului. Și a le înțelege mai bine înseamnă a prezice mai precis.
