Hành tinh của chúng ta bao gồm ba phần chính (hạt địa cầu). Phần lõi nằm ở trung tâm, một lớp phủ dày đặc và nhớt kéo dài bên trên nó, và lớp vỏ khá mỏng là lớp trên cùng của thể rắn Trái đất. Ranh giới giữa lớp vỏ và lớp phủ được gọi là bề mặt Mohorovichic. Độ sâu xuất hiện của nó không giống nhau ở các vùng khác nhau: dưới lớp vỏ lục địa có thể lên tới 70 km, dưới đáy đại dương - chỉ khoảng 10. Ranh giới này là gì, chúng ta biết gì về nó và chúng ta chưa biết, nhưng chúng ta có thể giả định?
Hãy bắt đầu với lịch sử của vấn đề.
Khai mạc
Đầu thế kỷ 20 được đánh dấu bằng sự phát triển của địa chấn học khoa học. Một loạt các trận động đất mạnh gây ra hậu quả tàn khốc đã góp phần vào việc nghiên cứu một cách có hệ thống về hiện tượng thiên nhiên ghê gớm này. Việc lập danh mục và lập bản đồ các nguồn động đất được ghi lại bằng công cụ bắt đầu, và các đặc điểm của sóng địa chấn bắt đầu được nghiên cứu tích cực. Tốc độ lan truyền của chúng phụ thuộc vào mật độ và độ đàn hồimôi trường, giúp có thể có được thông tin về đặc tính của đá trong ruột của hành tinh.
Khai trương không lâu nữa. Năm 1909, nhà địa vật lý người Nam Tư (Croatia) Andrija Mohorovichic đã xử lý dữ liệu về một trận động đất ở Croatia. Người ta nhận thấy rằng các hình ảnh địa chấn của những trận động đất nông như vậy, thu được tại các trạm xa tâm chấn, mang hai (hoặc thậm chí nhiều hơn) tín hiệu từ một trận động đất - trực tiếp và khúc xạ. Sóng dọc đã chứng minh tốc độ tăng đột ngột (từ 6,7-7,4 lên 7,9-8,2 km / s đối với sóng dọc). Các nhà khoa học đã liên kết hiện tượng này với sự hiện diện của một ranh giới nhất định ngăn cách các lớp của lòng đất với mật độ khác nhau: lớp phủ nằm sâu hơn, chứa đá dày đặc và lớp vỏ - lớp trên, bao gồm các loại đá nhẹ hơn.
Để vinh danh người phát hiện, giao diện giữa lớp vỏ và lớp phủ được đặt theo tên của ông và được biết đến như là ranh giới Mohorovichic (hay đơn giản là Moho) trong hơn một trăm năm.
Mật độ của đá bị Moho tách ra cũng thay đổi đột ngột - từ 2,8-2,9 thành 3,2-3,3 g / cm3. Có một chút nghi ngờ rằng những khác biệt này là dấu hiệu của các thành phần hóa học khác nhau.
Tuy nhiên, những nỗ lực đi trực tiếp xuống đáy của vỏ trái đất cho đến nay đã thất bại.
Dự án Mohole - Khởi động Bên kia Đại dương
Nỗ lực đầu tiên để tiếp cận lớp phủ được thực hiện bởi Hoa Kỳ vào năm 1961-1966. Dự án được đặt tên là Mohole - từ Moho và lỗ "lỗ, lỗ." Nó được cho là đạt được mục tiêu bằng cách khoan đáy đại dương,được sản xuất từ một nền tảng nổi thử nghiệm.
Dự án gặp khó khăn nghiêm trọng, ngân quỹ dư thừa, và sau khi hoàn thành giai đoạn đầu của công việc, Mohol đã phải đóng cửa. Kết quả của thí nghiệm: khoan 5 giếng, lấy mẫu đá từ lớp bazan của vỏ đại dương. Chúng tôi có thể khoan sâu xuống đáy ở độ cao 183 m.
Kola Superdeep - khoan xuyên lục địa
Cho đến ngày nay, kỷ lục của cô ấy vẫn chưa bị phá vỡ. Nghiên cứu sâu nhất và giếng thẳng đứng sâu nhất được đặt vào năm 1970, công việc nghiên cứu nó được thực hiện không liên tục cho đến năm 1991. Dự án có nhiều nhiệm vụ khoa học kỹ thuật, một số đã được giải quyết thành công, khai thác được các mẫu đá độc đáo của vỏ lục địa (tổng chiều dài các lõi trên 4 km). Ngoài ra, trong quá trình khoan, một số dữ liệu bất ngờ mới đã thu được.
Làm rõ bản chất của Moho và thiết lập thành phần của các lớp trên của lớp phủ là một trong những nhiệm vụ của Kola Superdeep, nhưng giếng không đạt đến lớp phủ. Việc khoan đã dừng ở độ sâu 12.262 m và chưa tiếp tục.
Các dự án hiện đại vẫn còn bên kia đại dương
Bất chấp những thách thức bổ sung của việc khoan biển sâu, các chương trình hiện tại có kế hoạch đạt đến ranh giới Moho qua đáy đại dương, vì lớp vỏ Trái đất ở đây mỏng hơn nhiều.
Hiện tại, không có quốc gia nào có thể thực hiện một dự án quy mô lớn như khoan cực sâu để tự mình chạm tới mái của lớp phủ. Kể từ năm 2013 trong khuôn khổ Chương trình Quốc tếIODP (Chương trình Khám phá Đại dương Quốc tế: Khám phá Trái đất Dưới đáy biển) đang thực hiện dự án Mohole to Mantle. Trong số các mục tiêu khoa học của ông là thu thập các mẫu vật chất lớp phủ bằng cách khoan một giếng cực sâu ở Thái Bình Dương. Công cụ chính trong dự án này là tàu khoan Nhật Bản "Tikyu" - "Trái đất", có khả năng khoan sâu tới 10 km.
Chúng ta chỉ có thể chờ đợi, và nếu mọi việc suôn sẻ, vào năm 2020, khoa học cuối cùng sẽ có một mảnh của lớp phủ được khai thác từ chính lớp phủ.
Viễn thám sẽ làm rõ các tính chất của ranh giới Mohorovicic
Vì vẫn chưa thể nghiên cứu trực tiếp lòng đất ở độ sâu tương ứng với sự xuất hiện của phần lớp vỏ, các ý tưởng về chúng dựa trên dữ liệu thu được bằng các phương pháp địa vật lý và địa hóa. Địa vật lý cung cấp cho các nhà nghiên cứu các nghiên cứu về đo âm địa chấn sâu, âm từ tế bào sâu, nghiên cứu trọng lực. Các phương pháp địa hóa giúp chúng ta có thể nghiên cứu các mảnh vỡ của đá lớp phủ - xenoliths được đưa lên bề mặt và đá xâm nhập vào vỏ trái đất trong các quá trình khác nhau.
Vì vậy, người ta đã thiết lập ranh giới Mohorovichic ngăn cách hai môi trường có mật độ và độ dẫn điện khác nhau. Người ta thường chấp nhận rằng đặc điểm này phản ánh bản chất hóa học của Moho.
Phía trên giao diện, có những tảng đá tương đối nhẹ của lớp vỏ bên dưới, cóthành phần (gabbroids), - lớp này thường được gọi là "bazan". Bên dưới ranh giới là các đá thuộc lớp phủ trên - peridotit và cồn cát siêu mafic, và ở một số khu vực dưới lục địa - các vùng sinh thái - đá mafic bị biến chất sâu, có thể là di tích của đáy đại dương cổ đại, được đưa vào trong lớp phủ. Có giả thuyết cho rằng ở những nơi như vậy Moho là ranh giới của sự chuyển pha của một chất có cùng thành phần hóa học.
Một đặc điểm thú vị của Moho là hình dạng của đường viền được kết nối với sự nổi của bề mặt trái đất, phản chiếu nó: dưới chỗ lõm, đường viền được nâng lên, và dưới các dãy núi, nó uốn cong sâu hơn. Do đó, trạng thái cân bằng đẳng áp của lớp vỏ được thực hiện ở đây, như thể được ngâm trong lớp phủ phía trên (để rõ ràng hơn, chúng ta hãy nhớ lại một tảng băng trôi nổi trong nước). Lực hấp dẫn của Trái đất cũng "bỏ phiếu" cho kết luận này: ranh giới Mohorovichic hiện đã được lập bản đồ sâu trên toàn cầu nhờ kết quả quan sát lực hấp dẫn từ vệ tinh GOCE của Châu Âu.
Người ta biết rằng ranh giới là di động, nó thậm chí có thể sụp đổ trong các quá trình kiến tạo lớn. Ở một mức áp suất và nhiệt độ nhất định, nó lại được hình thành, điều này cho thấy sự ổn định của hiện tượng bên trong trái đất.
Tại sao cần
Sự quan tâm của các nhà khoa học đối với Moho không phải ngẫu nhiên. Ngoài tầm quan trọng to lớn đối với khoa học cơ bản, điều rất quan trọng là phải làm rõ vấn đề này đối với các lĩnh vực kiến thức ứng dụng, chẳng hạn như các quá trình tự nhiên nguy hiểm của bản chất địa chất. Sự tương tác của vật chất trên cả hai mặt của phần lớp vỏ, đời sống phức tạp của bản thân lớp phủ, có ảnh hưởng quyết định đến mọi thứ xảy ra trên bề mặt hành tinh của chúng ta - động đất, sóng thần, các biểu hiện khác nhau của núi lửa. Và để hiểu chúng tốt hơn có nghĩa là dự đoán chính xác hơn.
