Nuestro planeta consta de tres partes principales (geosferas). El núcleo está ubicado en el centro, un manto denso y viscoso se extiende sobre él, y la corteza más bien delgada es la capa superior del cuerpo sólido de la Tierra. El límite entre la corteza y el manto se denomina superficie Mohorovichic. La profundidad de su aparición no es la misma en diferentes regiones: debajo de la corteza continental puede alcanzar los 70 km, debajo de la oceánica, solo alrededor de 10. ¿Qué es este límite, qué sabemos al respecto y qué no sabemos, pero podemos suponer?
Comencemos con la historia del problema.
Apertura
El comienzo del siglo XX estuvo marcado por el desarrollo de la sismología científica. Una serie de poderosos terremotos que tuvieron consecuencias devastadoras contribuyeron al estudio sistemático de este formidable fenómeno natural. Comenzó la catalogación y el mapeo de las fuentes de los terremotos registrados instrumentalmente, y las características de las ondas sísmicas comenzaron a estudiarse activamente. La velocidad de su propagación depende de la densidad y elasticidad.ambiente, lo que permite obtener información sobre las propiedades de las rocas en las entrañas del planeta.
Las inauguraciones no tardaron en llegar. En 1909, el geofísico yugoslavo (croata) Andrija Mohorovichic procesó datos sobre un terremoto en Croacia. Se encontró que los sismogramas de tales terremotos superficiales, obtenidos en estaciones alejadas del epicentro, transportan dos (o incluso más) señales de un terremoto: directa y refractada. Este último atestiguó un aumento abrupto (de 6,7-7,4 a 7,9-8,2 km/s para ondas longitudinales) en la velocidad. El científico asoció este fenómeno con la presencia de un cierto límite que separa las capas del subsuelo con diferentes densidades: el manto ubicado más profundo, que contiene rocas densas, y la corteza, la capa superior, compuesta por rocas más ligeras.
En honor al descubridor, la interfaz entre la corteza y el manto recibió su nombre y se conoce como el límite Mohorovichic (o simplemente Moho) durante más de cien años.
La densidad de las rocas separadas por el Moho también cambia abruptamente: de 2,8-2,9 a 3,2-3,3 g/cm3. No hay duda de que estas diferencias son indicativas de diferentes composiciones químicas.
Sin embargo, los intentos de llegar directamente al fondo de la corteza terrestre han fracasado hasta ahora.
Proyecto Mohole - Comenzando al otro lado del océano
El primer intento de alcanzar el manto lo hizo EE. UU. en 1961-1966. El proyecto se llamó Mohole, de las palabras Moho y agujero "agujero, agujero". Se suponía que lograría el objetivo perforando el fondo del océano,producido a partir de una plataforma flotante de prueba.
El proyecto tuvo serias dificultades, los fondos se gastaron en exceso y, después de completar la primera fase del trabajo, se cerró Mohol. Resultados del experimento: se perforaron cinco pozos, se obtuvieron muestras de roca de la capa basáltica de la corteza oceánica. Pudimos perforar el fondo a 183 m.
Kola Superdeep: perfora el continente
Hasta el día de hoy, su récord no ha sido batido. La investigación más profunda y el pozo vertical más profundo se colocaron en 1970, el trabajo se llevó a cabo de manera intermitente hasta 1991. El proyecto tuvo muchas tareas científicas y técnicas, algunas de ellas fueron resueltas con éxito, se extrajeron muestras únicas de rocas de la corteza continental (la longitud total de los núcleos fue de más de 4 km). Además, durante la perforación, se obtuvieron una serie de nuevos datos inesperados.
Aclarar la naturaleza de Moho y establecer la composición de las capas superiores del manto estaban entre las tareas de Kola Superdeep, pero el pozo no llegó al manto. La perforación se detuvo a una profundidad de 12.262 m y no se ha reanudado.
Los proyectos modernos todavía están al otro lado del océano
A pesar de los desafíos adicionales de la perforación en aguas profundas, los programas actuales planean alcanzar el límite de Moho a través del fondo del océano, ya que la corteza terrestre es mucho más delgada aquí.
Actualmente, ningún país puede llevar a cabo un proyecto de tal envergadura como la perforación ultra profunda para alcanzar el techo del manto por sí solo. Desde 2013 en el marco del Programa InternacionalIODP (Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos: Explorando la Tierra bajo el mar) está implementando el proyecto Mohole to Mantle. Entre sus objetivos científicos está obtener muestras de la materia del manto mediante la perforación de un pozo ultraprofundo en el Océano Pacífico. La herramienta principal en este proyecto es el barco de perforación japonés "Tikyu" - "Earth", capaz de proporcionar una profundidad de perforación de hasta 10 km.
Solo podemos esperar, y si todo va bien, en 2020 la ciencia finalmente tendrá un trozo del manto extraído del manto mismo.
La teledetección aclarará las propiedades del límite de Mohorovicic
Dado que todavía es imposible estudiar directamente el subsuelo a las profundidades correspondientes a la ocurrencia de la sección corteza-manto, las ideas sobre ellos se basan en datos obtenidos por métodos geofísicos y geoquímicos. La geofísica proporciona a los investigadores estudios gravimétricos, sondeos sísmicos profundos, sondeos magnetotelúricos profundos. Los métodos geoquímicos permiten estudiar fragmentos de rocas del manto: xenolitos traídos a la superficie y rocas que se introdujeron en la corteza terrestre durante varios procesos.
Entonces, se ha establecido que el límite de Mohorovichic separa dos medios con diferente densidad y conductividad eléctrica. Generalmente se acepta que esta característica refleja la naturaleza química de Moho.
Sobre la interfaz, hay rocas relativamente ligeras de la corteza inferior, que tienen la principalcomposición (gabroides), - esta capa se denomina convencionalmente "bas alto". Debajo del límite hay rocas del manto superior: peridotitas y dunitas ultramáficas, y en algunas áreas debajo de los continentes, eclogitas, rocas máficas profundamente metamorfoseadas, posiblemente reliquias del antiguo fondo del océano, traídas al manto. Existe la hipótesis de que en esos lugares Moho es el límite de la transición de fase de una sustancia de la misma composición química.
Una característica interesante de Moho es que la forma del borde está conectada con el relieve de la superficie de la tierra, reflejándolo: debajo de las depresiones, el borde se eleva y debajo de las cadenas montañosas se curva más profundamente. En consecuencia, el equilibrio isostático de la corteza se realiza aquí, como si estuviera sumergida en el manto superior (para mayor claridad, recordemos un iceberg flotando en el agua). La gravedad de la Tierra también "vota" a favor de esta conclusión: el límite de Mohorovichic ahora está mapeado globalmente en profundidad gracias a los resultados de las observaciones de gravedad del satélite europeo GOCE.
Ahora se sabe que el límite es móvil, incluso puede colapsar durante procesos tectónicos importantes. A cierto nivel de presión y temperatura se vuelve a formar, lo que indica la estabilidad de este fenómeno del interior de la tierra.
¿Por qué es necesario?
El interés de los científicos en Moho no es accidental. Además de la gran importancia para la ciencia fundamental, es muy importante aclarar este tema para áreas aplicadas del conocimiento, como los procesos naturales peligrosos de carácter geológico. La interacción de la materia a ambos lados de la sección corteza-manto, la vida compleja del manto en sí, tienen una influencia decisiva en todo lo que sucede en la superficie de nuestro planeta: terremotos, tsunamis, diversas manifestaciones de vulcanismo. Y entenderlos mejor significa predecir con mayor precisión.
