Биздин планета үч негизги бөлүктөн (геосфера) турат. Ядро борбордо жайгашкан, анын үстүндө тыгыз жана илешкек мантия жатат, ал эми өтө жука кабык Жердин катуу денесинин эң жогорку катмары болуп саналат. Жер кыртышы менен мантиянын чек арасы Мохоровичтин бети деп аталат. Анын пайда болуу тереңдиги ар кайсы аймактарда бирдей эмес: континенттик жер кыртышынын астында 70 кмге, океандын астында 10го жакын гана жетет. Бул кандай чек ара, биз ал жөнүндө эмнени билебиз жана эмнелерди билбейбиз, бирок биз болжолдой алабызбы?
Маселенин тарыхынан баштайлы.
Ачылуу
20-кылымдын башы илимий сейсмологиянын өнүгүшү менен белгиленген. Кыйратуучу кесепеттерге ээ болгон бир катар күчтүү жер титирөөлөр бул коркунучтуу жаратылыш кубулушун системалуу түрдө изилдөөгө салым кошкон. Инструменталдык түрдө катталган жер титирөөлөрдүн булактарын каталогдоштуруу жана картага түшүрүү башталды, сейсмикалык толкундардын өзгөчөлүктөрү активдүү изилдене баштады. Алардын таралуу ылдамдыгы тыгыздыгына жана ийкемдүүлүгүнө жараша болотайлана-чөйрө, бул планетанын ичектериндеги тоо тектеринин касиеттери жөнүндө маалымат алууга мүмкүндүк берет.
Ачылуулар көп күттүргөн жок. 1909-жылы югославиялык (хорват) геофизик Андрия Мохорович Хорватиядагы жер титирөө тууралуу маалыматтарды иштеп чыккан. Эпицентрден алыс жайгашкан станцияларда алынган мындай тайыз жер титирөөлөрдүн сейсмограммалары бир жер титирөөдөн эки (ал тургай андан да көп) сигналдарды - түз жана сынган сигналдарды алып келери аныкталган. Акыркысы ылдамдыктын кескин (узунунан кеткен толкундар үчүн 6,7-7,4 тен 7,9-8,2 км/сек чейин) жогорулагандыгын күбөлөндүргөн. Окумуштуу бул кубулушту жер астынын ар кандай тыгыздыктагы катмарларын бөлүп турган белгилүү бир чектин болушу менен байланыштырган: мантия тереңирээк жайгашкан, жыш тоо тектерин камтыган, ал эми жер кыртышы - жеңилирээк тектерден турган үстүнкү катмар.
Ачуучунун урматына жер кыртышы менен мантиянын ортосундагы интерфейс анын атынан аталып, жүз жылдан ашык убакыттан бери Мохорович (же жөн эле Мохо) чек арасы катары белгилүү.
Мохо менен бөлүнгөн тектердин тыгыздыгы да кескин өзгөрөт - 2,8-2,9дан 3,2-3,3 г/см3 чейин. Бул айырмачылыктар ар кандай химиялык курамдарды көрсөтүп турганында эч кандай шек жок.
Бирок, жер кыртышынын түбүнө түз кирүү аракети азырынча ишке ашкан жок.
Mohole долбоору - Океандын ары жагында башталат
Мантияга жетүү үчүн биринчи аракет 1961-1966-жылдары АКШ тарабынан жасалган. Долбоор Mohole деп аталды - Moho жана тешик сөздөрүнөн "тешик, тешик". Бул океандын түбүн бургулоо менен максатка жетүү керек болчу,сынамык сүзүүчү платформадан өндүрүлгөн.
Долбоор олуттуу кыйынчылыктарга дуушар болуп, каражат ашыкча чыгымдалып, иштин биринчи этабы аяктагандан кийин Мохол жабылган. Эксперименттин натыйжалары: беш скважина бургуланган, океан кыртышынын базальт катмарынан тоо тектеринин үлгүлөрү алынган. Биз түбүнө 183 м теше алдык.
Кола Супердеп – континент аркылуу бургулоо
Ушул күнгө чейин анын рекорду жаңыла элек. Эң терең изилдөө жана эң терең вертикалдык скважина 1970-жылы түптөлүп, анын үстүндөгү иштер 1991-жылга чейин үзгүлтүксүз жүргүзүлүп келген. Долбоор көптөгөн илимий-техникалык милдеттерди койгон, алардын айрымдары ийгиликтүү чечилген, континенттик жер кыртышынын тоо тектеринин уникалдуу үлгүлөрү казылган (өзөктөрдүн жалпы узундугу 4 кмден ашык болгон). Мындан тышкары, бургулоо учурунда бир катар жаңы күтүлбөгөн маалыматтар алынды.
Мохонун табиятын тактоо жана мантиянын жогорку катмарларынын составын түзүү Кола супердепинин милдеттеринин бири болгон, бирок скважина мантияга жеткен эмес. Бургулоо 12 262 м тереңдикте токтоп, кайра улана элек.
Заманбап долбоорлор дагы эле океандын ары жагында
Теӊизди бургулоодогу кошумча кыйынчылыктарга карабастан, учурдагы программалар океандын түбү аркылуу Мохо чек арасына жетүүнү пландаштырууда, анткени бул жерде жер кыртышы бир топ ичке.
Учурда эч бир өлкө өз алдынча мантиянын чатырына чыгуу үчүн ультра терең бургулоо сыяктуу масштабдуу долбоорду ишке ашыра албайт. 2013-жылдан бери Эл аралык программанын алкагындаIODP (Ocean Discovery International Program: Exploring the Earth Under the Sea) Mohole to Mantle долбоорун ишке ашырууда. Анын илимий максаттарынын арасында Тынч океанда өтө терең скважинаны бургулоо аркылуу мантия материясынын үлгүлөрүн алуу болуп саналат. Бул долбоордун негизги куралы болуп 10 кмге чейинки бургулоо тереңдигин камсыз кыла ала турган жапондук бургулоочу "Тикю" - "Жер" кемеси саналат.
Биз күтө алабыз, эгер баары ойдогудай болсо, 2020-жылы илим акыры мантиянын өзүнөн казылып алынган мантиянын бир бөлүгүнө ээ болот.
Алыстан зонддоо Мохорович чекинин касиеттерин тактайт
Кыртыш-мантия бөлүгүнүн пайда болушуна ылайык келген тереңдикте жер казынасын тикелей изилдөө азырынча мүмкүн болбогондуктан, алар жөнүндөгү ойлор геофизикалык жана геохимиялык ыкмалар менен алынган маалыматтарга негизделген. Геофизика изилдөөчүлөргө терең сейсмикалык зондо, терең магнитотеллурдук зондо, гравиметрикалык изилдөөлөр менен камсыз кылат. Геохимиялык методдор мантия тоо тектеринин сыныктарын - жер бетине чыгарылган ксенолиттерди жана ар кандай процесстерде жер кыртышына кирип кеткен тектерди изилдөөгө мүмкүндүк берет.
Ошентип, Мохорович чек арасы тыгыздыгы жана электр өткөрүмдүүлүгү ар башка болгон эки чөйрөнү бөлүп турганы аныкталган. Бул өзгөчөлүк Мохонун химиялык табиятын чагылдырат деп жалпысынан кабыл алынат.
Интерфейстин үстүндө төмөнкү кыртыштын салыштырмалуу жеңил тектери бар, аларда негизгикурамы (габброиддер), - бул катмар шарттуу түрдө "базальт" деп аталат. Чек арадан ылдыйда жогорку мантиянын тоо тектери – ультрамафикалык перидотиттер жана дуниттер, ал эми континенттердин астындагы кээ бир райондордо – эклогиттер – терең метаморфизмге учураган мафикалык тектер, балким, мантияга киргизилген байыркы океан түбүнүн реликтери жатат. Мындай жерлерде Мохо бир эле химиялык составдагы заттын фазалык өтүү чек арасы деген гипотеза бар.
Мохонун кызыктуу өзгөчөлүгү чектин формасы жер бетинин рельефи менен байланышып, аны күзгүдөй чагылдырат: ойдуңдардын астында чек ара көтөрүлүп, тоо кыркаларынын астында тереңирээк ийилип турат. Демек, бул жерде жер кыртышынын изостатикалык тең салмактуулугу жогорку мантияга чөмүлгөндөй ишке ашат (түшүнүктүү болуу үчүн сууда калкып жүргөн айсбергди эстейли). Жердин тартылуу күчү да бул корутундуга "добуш берет": Европанын GOCE спутнигинин тартылуу күчүн байкоолордун натыйжаларынын аркасында Мохоровичтин чек арасы азыр глобалдык картада тереңдетилген.
Азыр чек ара кыймылдуу экени белгилүү, ал жада калса ири тектоникалык процесстер учурунда кыйрашы мүмкүн. басымдын жана температуранын белгилуу децгээлинде ал кайрадан пайда болот, бул жердин ички белугунун бул кубулушунун туруктуулугун керсетет.
Бул эмне үчүн керек
Окумуштуулардын Мохого кызыгуусу кокусунан эмес. Фундаменталдык илим үчүн чоң мааниге ээ болуу менен бирге, геологиялык мүнөздөгү коркунучтуу табигый процесстер сыяктуу билимдин прикладдык тармактары үчүн бул маселени тактоо өтө маанилүү. Жер кыртышынын мантиясынын эки жагындагы материянын өз ара аракеттенүүсү, мантиянын өзүнүн татаал жашоосу биздин планетанын бетинде болуп жаткан бардык нерселерге – жер титирөөлөргө, цунамилерге, вулканизмдин ар кандай көрүнүштөрүнө чечүүчү таасирин тийгизет. Аларды жакшыраак түшүнүү - бул так болжоо дегенди билдирет.
