X-rays shed light on origins of volcano hotspots Autor Giusi - 19 July 2012 13:48
The world's most brilliant beam of X-rays now suggests that volcanic hotspots may indeed be caused by giant plumes of hot rock streaming upward from near the Earth's core, as volcano researchers have long suspected.
Volcanoes are usu-
ally located at the boundaries of Earth's tectonic plates, where those plates push and pull at each other. There, Earth's crust is relatively weak, and magma can easily break through.
Volcanic hotspots, though, are mostly located far away from plate boundaries, and explaining how magma makes its way through thicker portions of the crust poses a conundrum.
Space news from NBCNews.com
NASA / Joe Acaba
Astronaut awestruck by view of southern lights
Shimmering auroras in the night sky are amazing to behold, but nothing prepared one NASA astronaut for seeing the celestial lights dance over Earth from above.
Handicapping the commercial space race
Alien world might be a scorched Earth
Declassified 'UFO' files don't prove alien life
A better understanding of hotspots and what drives them is able to not only shed light on their current effects on life, but also on the composition of the early Earth,-
said researcher Denis Andrault, a mineral physicist at Blaise Pascal University in Clermont, France. [ 50 Amazing Facts About Earth ]
Mantle plumes
One explanation for how these hotspots form suggests that narrow streams of hot rock with large, mushroomlike heads known as mantle plumes push up from deep within the Earth. The deepest are thought to rise from near the Earth's core and up through more than 1,800 miles of the Earth's mantle layer, pumping gigantic amounts of heat upward.
For instance, some geologists have argued that the Hawaiian island chain originated from a mysterious cluster of heat far beneath the Pacific Ocean. As the Pacific plate drifted over this mantle plume, volcanoes arose on the ocean floor that eventually grew to become islands rising above the ocean surface.
However, whether these mantle plumes exist remains hotly debated.
"We know less about the Earth's deep mantle than about the surface of Mars," Andrault told OurAmazingPlanet.
Lasers and X-rays
To see whether mantle plumes might actually be the cause of volcanic hotspots, scientists used lab experiments to recreate the extreme conditions at the core-mantle boundary to see what material from that region could rise through hundreds of miles of rock.
"It is impossible to drill a hole of even 20 kilometers [12 miles] into the Earth, so we have to recreate it in the laboratory," Andrault said.
The investigators started with tiny bits of rock up to 10 times thinner than a human hair. They compressed these specks of dust between the tips of two cone-shaped diamonds under extraordinary pressures of up to 120 gigapascals, more than 1,000 times the pressure found at the bottom of the Mariana Trench, the deepest point in the ocean. A laser beam then heated these samples to temperatures between 5,400 and 7,200 degrees Fahrenheit.
"Those extreme conditions of pressure and temperature is like traveling into the very deep Earth," Andrault said.
The researchers next used the most brilliant beams of X-rays in the world at the European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble, France, focused to spots just a micron wide — a hundredth the diameter of a human hair — to scan these samples. The X-ray analysis revealed the iron content of the molten and solid parts of these specks.
"It is the iron content which is decisive for the density of molten rock at the core-mantle boundary," Andrault said. "Its accurate knowledge allowed us to determine that molten rock under these conditions is actually lighter than solid."
Their findings, detailed in the July 19 issue of the journal Nature, suggest that partially molten rock at the core-mantle boundary should be buoyant and thus rise toward Earth's surface, evidence supporting the idea of deep mantle plumes.
World's Weirdest Geological Formations
Infographic: Tallest Mountain to Deepest Ocean Trench
Volcanoes from Space.
(msnbc.msn.com)
Taget:
Fascio più brillante del mondo a raggi X suggerisce ora che hotspot vulcaniche possono infatti essere causati da pennacchi giganti di roccia calda verso l'alto in streaming da vicino il nucleo della Terra, come vulcano i ricercatori hanno a lungo sospettato. I vulcani sono di solito si trova ai confini delle placche tettoniche della Terra, se tali lastre spingere e tirare a vicenda. Lì, crosta terrestre è relativamente debole, e magma possono facilmente rompere. Hotspots vulcaniche, però, si trovano in genere lontano da margini di placca, e spiegando come magma si fa strada attraverso spesse porzioni della crosta pone un enigma. Space News dal NBCNews.com NASA / awestruck Astronaut Joe Acaba dalla vista delle luci del sud luccicanti aurore nel cielo notturno sono incredibili da vedere, ma nulla hanno di preparato un astronauta NASA per vedere la danza celeste luci sulla Terra dall'alto. Handicap commerciale World Race spazio Alien potrebbe essere una terra bruciata Declassificato 'UFO' file non provano vita aliena Una migliore comprensione dei punti caldi e ciò che li spinge è in grado di gettare luce non solo sui loro effetti sulla vita attuale, ma anche sul composizione della Terra primordiale, ha detto il ricercatore Denis Andrault, un fisico minerale presso l'Università Blaise Pascal di Clermont, in Francia. [50 Amazing Facts sulla Terra] Mantle pennacchi Una spiegazione di come si formino queste hotspots suggerisce che i flussi strette di roccia calda con grandi teste mushroomlike conosciuti come pennacchi del mantello spingere verso l'alto dalle profondità della Terra. Il più profondo si pensa ad aumentare da vicino il nucleo della Terra e attraverso più di 1.800 chilometri di strato del mantello terrestre, pompaggio enormi quantità di calore verso l'alto. Per esempio, alcuni geologi hanno sostenuto che la catena di isole Hawaii origine da un gruppo misterioso di calore molto al di sotto l'Oceano Pacifico. Come la placca del Pacifico alla deriva su questo manto di piume, vulcani sorse sul fondo dell'oceano che alla fine crebbe fino a diventare isole che si innalzano al di sopra della superficie dell'oceano. Tuttavia, se questi pennacchi del mantello esistono ancora oggetto di accesi dibattiti. "Sappiamo di meno profonda del mantello della Terra di circa la superficie di Marte", ha detto Andrault OurAmazingPlanet. Laser e raggi X per vedere se pennacchi del mantello potrebbe effettivamente essere la causa di hotspot vulcaniche, gli scienziati hanno usato gli esperimenti di laboratorio per ricreare le condizioni estreme al core-mantello confine per vedere che cosa materiali provenienti da tale regione potrebbe salire attraverso centinaia di chilometri di roccia. "E 'impossibile praticare un foro anche di 20 km [12 miglia] nella Terra, quindi dobbiamo ricrearlo in laboratorio", ha detto Andrault. I ricercatori hanno cominciato con piccoli frammenti di roccia fino a 10 volte più sottili di un capello umano. Hanno compresso questi granelli di polvere tra le punte di due diamanti a forma di cono sotto pressioni straordinarie fino a 120 gigapascals, più di 1.000 volte la pressione trovate in fondo della Fossa delle Marianne, il punto più profondo dell'oceano. Un raggio laser poi riscaldato questi campioni a temperature comprese fra 5.400 e 7.200 gradi Fahrenheit. "Tali condizioni estreme di pressione e la temperatura è come fare un viaggio nella Terra molto profondo", ha detto Andrault. I ricercatori successiva i più brillanti fasci di raggi X in tutto il mondo presso la European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble, in Francia, si è concentrata a punti solo un micron di larghezza - 1/100 del diametro di un capello umano - per esaminare questi campioni. L'analisi ai raggi X ha rivelato il contenuto di ferro fuso e delle parti solide di queste macchie. "E 'il contenuto di ferro che è determinante per la densità di roccia fusa al core-mantello confine", ha detto Andrault. "La sua accurata conoscenza ci ha permesso di stabilire che la roccia fusa in queste condizioni in realtà è più leggero solida". Le loro scoperte, descritti nel numero del 19 luglio della rivista Nature, suggeriscono che la roccia parzialmente fusa al confine tra nucleo e mantello deve essere capace di galleggiare e quindi salire verso la superficie terrestre, prove a sostegno dell'idea di piume mantello profondo. Più strana del mondo Infografica Geological formazioni: la montagna più alta alla più profonda fossa oceanica Vulcani dallo spazio.
Rreze me te shkelqyer ne bote e X-rrezeve tani sugjeron se pikat e nxehta vullkanike mund te vertete te shkaktohet nga Shtellunga gjigande e rrokut nxehte streaming lart nga afer berthames se Tokes, si vullkan hulumtuesit kane dyshuar gjate. Vullkani jane te vendosura zakonisht ne kufijte e pllakave tektonike Tokes, ku ato pllaka te shtyje dhe te terheqe ne njeri-tjetrin. Atje, korja e Tokes eshte relativisht i dobet, dhe magma lehte mund te thyejne. Pikat e nxehta vullkanike, megjithate, jane te vendosura kryesisht larg kufijve pjate, dhe duke shpjeguar se si magma e ben rrugen e tij neper pjese te trashe te kores perben nje rebus. Lajm Hapesire nga NBCNews.com awestruck NASA / Joe Acaba astronaut nga pamje e dritave jugore Shimmering auroras ne qiellin e nates jane te mahnitshme per te soditur, por asgje nuk pergatitet nje astronaut per NASA shohim qiellor valle dritat mbi Toke nga lart. Handicapping ne gare komerciale hapesire bote te huaj mund te jete nje Toke djegur deklasifikuar fotografi 'UFO' nuk do te provoje jeten aliene nje kuptim me te mire te pikave te nxehta dhe çfare disqet e tyre eshte ne gjendje jo vetem te hedhe drite mbi efektet e tyre aktuale ne jete, por edhe ne Perberja e Tokes ne fillim, tha studiuesi Denis Andrault, nje fizikan mineral ne Blaise Pascal ne Universitetin Clermont, France. [50 Fakte Rreth Amazing Earth] vishem Shtellunga Nje shpjegim per menyren se si keto forma hotspots sugjeron qe rrjedhat te ngushta te shkembit te nxehte me kokat e medha, te njohura si mushroomlike Shtellunga shtreses se te shtyje deri nga thelle brenda tokes. Thelle mendohet te rritet nga afer berthames se Tokes dhe deri me me shume se 1.800 milje te shtreses se Tokes mantel, duke e tundur sasi gjigante te ngrohjes lart. Per shembull, disa gjeologet kane argumentuar se zinxhiri Hawaiian ishull me origjine nga nje grup misterioz te ngrohjes larg nen Oqeanin Paqesor. Si pjate Pacific pervjedhur mbi kete tufe mantel, vullkane u ngrit ne katin e oqeanit qe perfundimisht u rrit per t'u bere ishuj ne rritje mbi siperfaqen e oqeanit. Megjithate, nese keto Shtellunga mantel ekzistojne mbetet debatuar shume. "Ne e dime me pak lidhje me mantel te thelle e Tokes se ne lidhje me siperfaqen e Marsit," tha Andrault OurAmazingPlanet. Lasers dhe radiografite per te pare nese Shtellunga mantel te vertete mund te jete shkaku i pikat e nxehta vullkanike, shkencetaret perdoren eksperimente laboratorike per te rikrijuar kushtet ekstreme ne kufi core-mantel per te pare se çfare materiali nga ky rajon mund te rritet permes qindra milje te shkembinjve. "Ështe e pamundur per te shpuar nje vrime e madje edhe 20 kilometra [12 milje] ne toke, keshtu qe ne kemi per ta rikrijuar ate ne laborator", ka thene Andrault. Hetuesit filloi me copa te vogla e rrokut deri ne 10 here holle se nje fije floku te njeriut. Ata te ngjeshur keto specks e pluhurit ne mes keshilla e dy kon-forme diamante nen presione te jashtezakonshme deri ne 120 gigapascals, me shume se 1,000 here presionet gjenden ne pjesen e poshtme te Hendekut Mariana, pika thelle ne oqean. Nje rreze lazer nxehte atehere keto mostra te temperaturave ne mes 5400 dhe 7200 grade Fahrenheit. "Keto kushte ekstreme te presionit dhe temperatures eshte si udhetojne ne toke shume te thelle," tha Andrault. Kerkuesit e perdorura tjeter te trareve me brilante te rrezeve X ne bote ne Facility Evropian sinkrotron Rrezatimi ne Grenoble, France, u perqendrua ne spote vetem nje mikron gjere - 1/100 diameter e nje fije floku te njeriut - te scan keto mostra. X-ray analiza zbuluar permbajtjen hekuri e pjeseve te shkrire dhe te forta te ketyre specks. "Kjo eshte permbajtja e hekurit i cili eshte vendimtar per dendesine e shkembit shkrire ne kufirin core-mantel," tha Andrault. "Njohuri i saj i sakte na lejohet per te percaktuar se guri i shkrire ne keto kushte eshte ne te vertete me te lehta se te ngurta". Gjetjet e tyre, detaje ne çeshtjen e 19 korrikut te revisten Nature, sugjerojne se rok pjeserisht shkrire ne kufirin core-mantel duhet te jene te gjalle dhe keshtu te rritet ne drejtim te siperfaqes se Tokes, deshmi mbeshtetur idene e Shtellunga shtreses se thelle. Weirdest Gjeologjik bote Formacionet Infographic: Mountain larte te thella llogore Volcanoes Oqeani nga hapesira.
Meemira.com
|
|