Reidar G. Trønnes' blogg

Jubileum for ny innsikt i Jordas dynamikk

9.5 2014 18:00

CEED arrangerte nylig et jubileums-seminar for to revolusjonerende gjennombrudd som har revitalisert interdisiplinær forskning i mineralogi, seismologi og geodynamikk.  7. mai, 2004 publiserte tidsskriftet Science en artikkel som viste at mineralet Mg-perovskitt blir omvandlet til et nytt mineral, post-perovskitt, helt nederst i Jordas mantel. Mg-perovskitt er Jordas mest utbredte mineral.  Den nedre mantelen mellom 660 og 2890 km dyp utgjør 56% av Jordas volum og inneholder omtrent 75% Mg-perovskitt.

Faseovergangen fra Mg-perovskitt til post-perovskitt gjorde det mulig å forklare mesteparten av de tidligere gåtefulle seismologiske observasjonene i det området som kalles D”-sonen, like over grensen til Jordas ytre kjerne. Denne overgangen kan gi viktig informasjon om de store horisontale og vertikale temperaturvariasjonene nederst i mantelen.  Tilstedeværelsen av post-perovskitt i de kaldeste områdene av D”-sonen, og trolig også innenfor to jern-rike lavhastighetsområder, der skjærbølgene fra store jordskjelv forplanter seg saktere enn i gjennomsnittsmantelen, vil forsterke de kalde og varme materialstrømmene like over kjernen.  Dette letter varmetransporten fra kjerne til mantel og påvirker Jordas utviklingsmønster. 

Oppdagelsen av post-perovskitt-overgangen stimulerte og akselererte den interdisiplinær forskningsaktiviteten i seismologi, høytrykksmineralogi og geodynamikk. Dette illustreres ved eksepsjonelt høye siteringstall for den første artikkelen i Science i mai (Murakami et al. 2004) og en senere artikkel i Nature i juli (Oganov & Ono, 2004). Disse er sitert henholdsvis 819 og 631 ganger i andre tidsskriftartikler i løpet av tiårsperioden.

Det andre viktige 2004-gjennombruddet for vår innsikt i Jordas indre dynamikk kom med en artikkel av Burke og Torsvik i Earth and Planetary Science Letters i oktober-november. De gjorde paleogeografiske rekonstruksjoner av utbruddsstedene til 25 store basaltprovinser med ulike aldre opp til 200 millioner år.  I slike rekonstruksjoner ligger basaltprovinsene med få unntak nær overflateprojeksjonene av yttergrensene til de to store lavhastighetsområdene (slik de fremstår i dag).  I en serie med påfølgende artikler har forskergruppen til professor Trond Torsvik, som i dag leder Senter for Jordens utvikling og dynamikk (CEED), utvidet og nyansert dette sammenfallende mønsteret.  Denne revolusjonerende oppdagelsen tyder på at lavhastighetsområdene har vært stabile i over 300 millioner år, og at yttergrensene er gunstige for utvikling og fokusering av oppdrift av oppvarmet, lett materiale.

Opprinnelsen og alderen til lavhastighetsområdene nederst i mantelen er et høyt prioritert forskningsfelt ved CEED.  Dersom vi kan finne sikre tegn til at lavhastighetsområdene er gamle og har vært stabile i tidsperioder som overstiger de siste 300 millioner år, kan grensene for lavhastighetsområdene kanskje representere et paleogeografisk referanse-mønster.  Vi kan bruke dette til å rekonstruere kontinentenes og jordplatenes plasseringer og bevegelser bakover i tid og dermed øke kunnskapen om Jordas utvikling. Denne innsikten gir grunnlag for å tolke overflatemiljøet med endringer i hav, atmosfære, klimatiske forhold og organisk liv og dannelsen av de ulike mineralressursene.

Mer detaljerte fremstillinger av disse oppdagelsene og deres betydning for Jordas dynamikk:
Trønnes, R.G.(2014) Jubileum for ny innsikt i Jordas dynamikk
Trønnes, R.G.(2014) Ten-year anniversaries: New insights in deep mantle structure and dynamics
 

Referanser:
Murakami el al. 2004: Post-Perovskite Phase Transition in MgSiO3. Science 304, 855-858.
Oganov & Ono, 2004: Theoretical and experimental evidence for a post-perovskite phase of MgSiO3 in Earth's D” layer. Nature 430, 445-448.
Burke & Torsvik 2005: Derivation of Large Igneous Provinces of the past 200 million years from long-term heterogeneities in the deep mantle. Earth Planet. Sci. Lett.  227, 531– 538.

forskning.no ønsker en åpen og saklig debatt. Vi forbeholder oss retten til å fjerne innlegg. Du må bruke ditt fulle navn. Vis regler

Regler for leserkommentarer på forskning.no:

  1. Diskuter sak, ikke person. Det er ikke tillatt å trakassere navngitte personer eller andre debattanter.
  2. Rasistiske og andre diskriminerende innlegg vil bli fjernet.
  3. Vi anbefaler at du skriver kort.
  4. forskning.no har redaktøraransvar for alt som publiseres, men den enkelte kommentator er også personlig ansvarlig for innholdet i innlegget.
  5. Publisering av opphavsrettsbeskyttet materiale er ikke tillatt. Du kan sitere korte utdrag av andre tekster eller artikler, men husk kildehenvisning.
  6. Alle innlegg blir kontrollert etter at de er lagt inn.
  7. Du kan selv melde inn innlegg som du mener er upassende.
  8. Du må bruke fullt navn. Anonyme innlegg vil bli slettet.

Reidar G. Trønnes' blogg