سیاره ما از سه بخش اصلی (ژئوسفرها) تشکیل شده است. هسته در مرکز قرار دارد، گوشته ای متراکم و چسبناک بالای آن امتداد دارد و پوسته نسبتاً نازک بالاترین لایه جسم جامد زمین است. مرز بین پوسته و گوشته را سطح موهورویچ می نامند. عمق وقوع آن در مناطق مختلف یکسان نیست: در زیر پوسته قاره می تواند به 70 کیلومتر برسد، در زیر اقیانوس - فقط حدود 10. این مرز چیست، ما در مورد آن چه می دانیم و چه چیزی نمی دانیم، اما می توانیم فرض کنیم؟
بیایید با تاریخچه موضوع شروع کنیم.
افتتاحیه
آغاز قرن بیستم با توسعه زلزله شناسی علمی مشخص شد. مجموعه ای از زمین لرزه های قدرتمند که پیامدهای ویرانگری داشتند به مطالعه سیستماتیک این پدیده طبیعی مهیب کمک کردند. فهرست نویسی و نقشه برداری از منابع زمین لرزه های ثبت شده به صورت ابزاری آغاز شد و ویژگی های امواج لرزه ای به طور فعال مورد مطالعه قرار گرفت. سرعت انتشار آنها به چگالی و کشش بستگی داردمحیطی که امکان به دست آوردن اطلاعات در مورد خواص سنگ ها در روده های سیاره را فراهم می کند.
افتتاحیه دیری نپایید. در سال 1909، آندریا موهورویچیچ، ژئوفیزیکدان یوگسلاوی (کرواسی) داده های زمین لرزه ای در کرواسی را پردازش کرد. مشخص شد که لرزه نگاری چنین زمین لرزه های کم عمقی که در ایستگاه های دور از مرکز زمین لرزه به دست می آید، دو (یا حتی بیشتر) سیگنال را از یک زلزله - مستقیم و شکسته - حمل می کند. دومی شاهد افزایش ناگهانی سرعت (از 6.7-7.4 به 7.9-8.2 کیلومتر بر ثانیه برای امواج طولی) بود. دانشمند این پدیده را با وجود یک مرز مشخص که لایه‌های زیرزمینی با تراکم‌های مختلف را از هم جدا می‌کند، مرتبط می‌کند: گوشته واقع در عمق‌تر، حاوی سنگهای متراکم، و پوسته - لایه بالایی که از سنگهای سبک‌تر تشکیل شده است.
به افتخار کاشف، رابط بین پوسته و گوشته به نام او نامگذاری شد و بیش از صد سال است که به عنوان مرز موهورویچیک (یا به سادگی موهو) شناخته می شود.
چگالی سنگهای جدا شده توسط موهو نیز به طور ناگهانی تغییر می کند - از 2.8-2.9 به 3.2-3.3 g/cm3. شکی نیست که این تفاوت ها نشان دهنده ترکیبات شیمیایی مختلف است.
با این حال، تلاش‌ها برای رسیدن مستقیم به ته پوسته زمین تاکنون شکست خورده است.
پروژه Mohole - شروع در سراسر اقیانوس
اولین تلاش برای رسیدن به گوشته توسط ایالات متحده در سالهای 1961-1966 انجام شد. این پروژه Mohole نامگذاری شد - از کلمات Moho و سوراخ "سوراخ، سوراخ". قرار بود با حفاری کف اقیانوس به هدف برسد،تولید شده از یک سکوی شناور آزمایشی.
این پروژه با مشکلات جدی روبرو شد، بودجه بیش از حد خرج شد و پس از اتمام مرحله اول کار، Mohol تعطیل شد. نتایج آزمایش: پنج حلقه چاه حفر شد، نمونه های سنگی از لایه بازالت پوسته اقیانوسی به دست آمد. ما توانستیم در 183 متر به پایین سوراخ کنیم.
Kola Superdeep – در قاره تمرین کنید
تا به امروز، رکورد او شکسته نشده است. عمیق ترین تحقیقات و عمیق ترین چاه عمودی در سال 1970 گذاشته شد، کار بر روی آن به طور متناوب تا سال 1991 انجام شد. این پروژه وظایف علمی و فنی زیادی داشت، برخی از آنها با موفقیت حل شد، نمونه های منحصر به فردی از سنگ های پوسته قاره استخراج شد (طول کل هسته ها بیش از 4 کیلومتر بود). علاوه بر این، در حین حفاری، تعدادی داده غیرمنتظره جدید به دست آمد.
روشن کردن ماهیت موهو و ایجاد ترکیب لایه های بالایی گوشته از جمله وظایف کولا سوپردیپ بود، اما چاه به گوشته نرسید. حفاری در عمق 12262 متری متوقف شد و از سر گرفته نشده است.
پروژه های مدرن هنوز در سراسر اقیانوس هستند
علی رغم چالش‌های اضافی حفاری در اعماق دریا، برنامه‌های فعلی قصد دارند از طریق کف اقیانوس به مرز موهو برسند، زیرا پوسته زمین در اینجا بسیار نازک‌تر است.
در حال حاضر هیچ کشوری نمی تواند به تنهایی پروژه ای در مقیاس بزرگ مانند حفاری فوق عمیق برای رسیدن به سقف گوشته انجام دهد. از سال 2013 در چارچوب برنامه بین المللیIODP (برنامه بین المللی کشف اقیانوس: کاوش زمین زیر دریا) پروژه Mohole to Mantle را اجرا می کند. از جمله اهداف علمی او به دست آوردن نمونه هایی از ماده گوشته با حفر چاه فوق عمیق در اقیانوس آرام است. ابزار اصلی در این پروژه کشتی حفاری ژاپنی "Tikyu" - "Earth" است که قادر به ارائه عمق حفاری تا 10 کیلومتر است.
ما فقط می توانیم صبر کنیم، و اگر همه چیز خوب پیش برود، در سال 2020 علم بالاخره تکه ای از گوشته را از خود گوشته استخراج خواهد کرد.
سنجش از دور ویژگی های مرز موهورویچیک را روشن می کند
از آنجایی که هنوز مطالعه مستقیم زیرزمین در اعماق مربوط به وقوع بخش پوسته-گوشته غیرممکن است، ایده ها در مورد آنها بر اساس داده های به دست آمده با روش های ژئوفیزیک و ژئوشیمیایی است. ژئوفیزیک به محققان کمک می‌کند تا صداهای لرزه‌ای عمیق، صداگذاری مغناطیسی تلوریک عمیق، و مطالعات گرانشی را در اختیار محققان قرار دهد. روشهای ژئوشیمیایی امکان مطالعه قطعات سنگهای گوشته - سنگهای بیگانه‌سنگ به سطح زمین و سنگ‌هایی که در طی فرآیندهای مختلف به پوسته زمین نفوذ کرده‌اند را ممکن می‌سازد.
بنابراین، مشخص شده است که مرز موهورویچیک دو محیط با چگالی و رسانایی الکتریکی متفاوت را از هم جدا می کند. به طور کلی پذیرفته شده است که این ویژگی منعکس کننده ماهیت شیمیایی موهو است.
در بالای سطح مشترک، سنگهای نسبتاً سبک پوسته پایینی وجود دارد که دارای سنگهای اصلی هستند.ترکیب (گابرویدها)، - این لایه به طور معمول "بازالت" نامیده می شود. در زیر مرز، سنگهای گوشته بالایی - پریدوتیت‌ها و دونیت‌های اولترامافیک، و در برخی مناطق زیر قاره‌ها - اکلوژیت‌ها - سنگهای مافیک عمیقاً دگرگون شده، احتمالاً بقایایی از کف اقیانوس باستان، به گوشته آورده شده‌اند. فرضیه ای وجود دارد که در چنین مکان هایی موهو مرز انتقال فاز ماده ای با همان ترکیب شیمیایی است.
یک ویژگی جالب موهو این است که شکل مرز با نقش برجسته سطح زمین مرتبط است و آن را آینه می کند: در زیر فرورفتگی ها، مرز برآمده است و در زیر رشته کوه ها عمیق تر خم می شود. در نتیجه، تعادل ایزواستاتیک پوسته در اینجا تحقق می یابد، گویی در گوشته بالایی غوطه ور شده است (برای وضوح، اجازه دهید کوه یخی شناور در آب را به یاد بیاوریم). گرانش زمین نیز به این نتیجه "رای" می دهد: مرز موهورویچیک اکنون به لطف نتایج مشاهدات گرانشی از ماهواره اروپایی GOCE به طور عمیق در سطح جهانی ترسیم شده است.
اکنون مشخص شده است که مرز متحرک است، حتی می تواند در طی فرآیندهای زمین ساختی بزرگ فرو بریزد. در سطح معینی از فشار و دما دوباره تشکیل می شود که نشان دهنده پایداری این پدیده درون زمین است.
چرا لازم است
علاقه دانشمندان به موهو تصادفی نیست. علاوه بر اهمیت فراوان برای علوم بنیادی، روشن شدن این موضوع برای حوزه های کاربردی دانش، مانند فرآیندهای طبیعی خطرناک با ماهیت زمین شناسی، بسیار مهم است.برهمکنش ماده در هر دو طرف بخش پوسته و گوشته، زندگی پیچیده خود گوشته، تأثیر تعیین کننده ای بر هر چیزی که در سطح سیاره ما اتفاق می افتد - زمین لرزه ها، سونامی ها، تظاهرات مختلف آتشفشانی دارد. و درک بهتر آنها به معنای پیش بینی دقیق تر است.
