Diçka e pazakontë po ndodh thellë brenda mantelit të Tokës, rreth 1,700 milje nën sipërfaqe, ku valët sizmike përshpejtohen në një mënyrë që i ka lënë shkencëtarët në mëdyshje për dekada të tëra. Ky fenomen i çuditshëm ndodh në një kufi të njohur si shtresa D”, e vendosur midis magmës së nxehtë të mantelit të poshtëm dhe bërthamës së jashtme të lëngshme.
Ndërsa dikur besohej se minerali perovskite ishte përgjegjës për këtë përshpejtim, hulumtimet e reja kanë zbuluar një shkak edhe më kompleks të lidhur me një lloj unik kristali.
Shtresa D” ka qenë një mister i gjatë për gjeoshkencëtarët. Ndërsa valët sizmike udhëtojnë nëpër brendësinë e Tokës, ato sillen ndryshe kur arrijnë këtë kufi, duke u përshpejtuar në një mënyrë që sfidon shpjegimet e thjeshta. Ky përshpejtim i është atribuar transformimit të mineralit perovskit në një formë të quajtur post-perovskit, i cili ndodh nën kushte ekstreme presioni dhe temperature thellë brenda Tokës.
Megjithatë, një studim i përparuar i udhëhequr nga gjeoshkencëtari Motohiko Murakami ka hedhur dritë të re mbi situatën. Murakami dhe ekipi i tij nga Zvicra dhe Japonia kryen eksperimente laboratorike dhe simulime kompjuterike për të hetuar shkakun pas përshpejtimit të valës sizmike. Gjetjet e tyre sugjerojnë se fajtori i vërtetë nuk është vetëm transformimi i perovskitit, por edhe shtrirja e kristaleve post-perovskite në kufirin bërthamë-mantel.
Kristalet post-perovskite janë anizotropike, që do të thotë se vetitë e tyre fizike ndryshojnë në varësi të drejtimit në të cilin maten. Këto kristale mund të formohen në dy mënyra të dallueshme: njëra nëpërmjet një transformimi fazor ( nga perovskiti në post-perovskite ) dhe tjetra nëpërmjet deformimit (kur kristalet rreshtohen në drejtime specifike për shkak të presionit).
Ekipi i Murakamit zbuloi se është ky deformim, dhe jo vetëm transformimi, që shkakton përshpejtimin e valëve sizmike. “Kur kristalet i nënshtrohen deformimit plastik, orientimet e tyre rreshtohen në drejtime specifike, duke krijuar një strukturë që ndikon në shpejtësinë me të cilën valët sizmike mund të udhëtojnë përmes tyre”, shpjegoi Murakami.
Çfarë e nxit deformimin e kristaleve post-perovskite? Sipas Murakamit, përgjigjja qëndron në lëvizjet konvektive që ndodhin thellë brenda mantelit të Tokës. Ndërsa materiali më i nxehtë ngrihet dhe materiali më i ftohtë fundoset, ngjashëm me mënyrën se si formohen stuhitë në sipërfaqen e Tokës, kjo bën që kristalet post-perovskite të rreshtohen në drejtime specifike. Ky proces konvektiv, i cili më parë ishte vetëm teorizuar, tani konfirmohet përmes provave eksperimentale.
Ekipi i kërkimit përdori një material të njohur si MgGeO3 për të simuluar sjelljen e kristaleve post-perovskite në laborator. Duke i kompresuar dhe ngrohur kristalet dhe më pas duke i ekspozuar ato ndaj valëve të zërit me presion të lartë, ata ishin në gjendje të matnin se si ndryshonte shpejtësia e valëve sizmike. Rezultatet treguan se valët sizmike lëviznin shumë më shpejt kur kalonin nëpër kristale të rreshtuara post-perovskite, ashtu siç parashikohej nga teoria.
Studimi i Murakamit shënon verifikimin e parë eksperimental të hipotezës se konvekcioni luan një rol kritik në deformimin e kristaleve post-perovskite. “Rezultatet tona, të marra përmes matjeve in situ të shpejtësive post-perovskite nën presion të lartë, përfaqësojnë verifikimin eksperimental të kësaj hipoteze, duke kapërcyer hendekun midis teorisë dhe vëzhgimit”, tha Murakami.
Ky zbulim i madh jo vetëm që shpjegon përshpejtimin e çuditshëm të valëve sizmike në shtresën D, por gjithashtu ofron një pasqyrë të vlefshme mbi forcat dinamike që formësojnë brendësinë e thellë të Tokës.
and then