يتكون كوكبنا من ثلاثة أجزاء رئيسية (الغلاف الجوي). يقع اللب في المركز ، ويمتد فوقه غطاء كثيف ولزج ، والقشرة الرقيقة نوعًا ما هي الطبقة العليا من جسم الأرض الصلب. تسمى الحدود بين القشرة والعباءة سطح موهوروفيتش. عمق حدوثها ليس هو نفسه في مناطق مختلفة: تحت القشرة القارية يمكن أن تصل إلى 70 كم ، تحت المحيط - فقط حوالي 10. ما هي هذه الحدود ، وماذا نعرف عنها وماذا لا نعرف ، ولكن يمكن أن نفترض؟
لنبدأ بتاريخ القضية.
افتتاح
تميزت بداية القرن العشرين بتطور علم الزلازل. ساهمت سلسلة من الزلازل القوية التي كان لها عواقب مدمرة في الدراسة المنهجية لهذه الظاهرة الطبيعية الهائلة. بدأ الفهرسة ورسم الخرائط لمصادر الزلازل المسجلة بشكل فعال ، وبدأت ملامح الموجات الزلزالية تدرس بنشاط. سرعة انتشارها تعتمد على الكثافة والمرونةالبيئة التي تجعل من الممكن الحصول على معلومات حول خصائص الصخور في أحشاء الكوكب.
الافتتاحيات لم يمض وقت طويل. في عام 1909 ، عالج الجيوفيزيائي اليوغوسلافي (الكرواتي) أندريا موهوروفيتشيتش بيانات عن زلزال في كرواتيا. لقد وجد أن مخططات الزلازل لمثل هذه الزلازل الضحلة ، التي تم الحصول عليها في محطات بعيدة عن مركز الزلزال ، تحمل إشارتين (أو أكثر) من زلزال واحد - مباشر ومنكسر. شهد الأخير على زيادة مفاجئة في السرعة (من 6.7-7.4 إلى 7.9-8.2 كم / ثانية للموجات الطولية). ربط العالم هذه الظاهرة بوجود حد معين يفصل بين طبقات التربة التحتية بكثافات مختلفة: الوشاح يقع أعمق ، ويحتوي على صخور كثيفة ، والقشرة - الطبقة العليا ، المكونة من صخور أخف.
تكريما للمكتشف ، تمت تسمية الواجهة بين القشرة والعباءة باسمه وعرفت باسم حدود موهوروفيتش (أو ببساطة موهو) لأكثر من مائة عام.
تتغير كثافة الصخور التي يفصلها الموهو أيضًا بشكل مفاجئ - من 2.8-2.9 إلى 3.2-3.3 جم / سم3. ليس هناك شك في أن هذه الاختلافات تدل على التراكيب الكيميائية المختلفة.
ومع ذلك ، فشلت محاولات الوصول مباشرة إلى قاع القشرة الأرضية حتى الآن.
مشروع موهول - البدء عبر المحيط
أول محاولة للوصول إلى الوشاح كانت من قبل الولايات المتحدة في 1961-1966. أطلق على المشروع اسم Mohole - من كلمتي موهو وثقب "حفرة ، حفرة". كان من المفترض أن تحقق الهدف من خلال حفر قاع المحيط ،أنتجت من منصة اختبار عائمة.
واجه المشروع صعوبات جمة ، وتم تجاوز الأموال ، وبعد الانتهاء من المرحلة الأولى من العمل ، تم إغلاق موهول. نتائج التجربة: تم حفر خمسة آبار وتم الحصول على عينات صخرية من طبقة البازلت من القشرة المحيطية. تمكنا من الحفر في القاع على ارتفاع 183 مترًا.
Kola Superdeep - حفر عبر القارة
حتى يومنا هذا ، لم يتم كسر سجلها. تم وضع أعمق بحث وأعمق بئر رأسية في عام 1970 ، واستمر العمل فيه بشكل متقطع حتى عام 1991. كان للمشروع العديد من المهام العلمية والتقنية ، تم حل بعضها بنجاح ، وتم استخراج عينات فريدة من صخور القشرة القارية (كان الطول الإجمالي للنوى أكثر من 4 كم). بالإضافة إلى ذلك ، أثناء الحفر ، تم الحصول على عدد من البيانات الجديدة غير المتوقعة.
كان توضيح طبيعة الموهو وتأسيس تكوين الطبقات العليا من الوشاح من بين مهام Kola Superdeep ، لكن البئر لم يصل إلى الوشاح. - توقف الحفر على عمق 12262 م ولم يستأنف.
المشاريع الحديثة لا تزال عبر المحيط
على الرغم من التحديات الإضافية للحفر في أعماق البحار ، تخطط البرامج الحالية للوصول إلى حدود موهو عبر قاع المحيط ، حيث أن قشرة الأرض أرق بكثير هنا.
حاليًا ، لا يمكن لأي دولة تنفيذ مشروع واسع النطاق مثل الحفر العميق للوصول إلى سقف الوشاح بمفردها. منذ عام 2013 في إطار البرنامج الدولييقوم IODP (البرنامج الدولي لاكتشاف المحيطات: استكشاف الأرض تحت سطح البحر) بتنفيذ مشروع Mohole to Mantle. من بين أهدافه العلمية الحصول على عينات من مادة الوشاح عن طريق حفر بئر شديد العمق في المحيط الهادئ. الأداة الرئيسية في هذا المشروع هي سفينة الحفر اليابانية "Tikyu" - "Earth" ، القادرة على توفير عمق حفر يصل إلى 10 كم.
يمكننا الانتظار فقط ، وإذا سارت الأمور على ما يرام ، في عام 2020 ، سيحصل العلم أخيرًا على قطعة من الوشاح مستخرجة من الوشاح نفسه.
الاستشعار عن بعد سيوضح خصائص حدود موهوروفيتش
نظرًا لأنه لا يزال من المستحيل دراسة التربة التحتية مباشرة على أعماق تتوافق مع حدوث قسم القشرة ، فإن الأفكار المتعلقة بها تستند إلى البيانات التي تم الحصول عليها بالطرق الجيوفيزيائية والجيوكيميائية. توفر الجيوفيزياء للباحثين السبر الزلزالي العميق ، والسبر المغناطيسي العميق ، ودراسات الجاذبية. تجعل الطرق الجيوكيميائية من الممكن دراسة شظايا صخور الوشاح - xenoliths جلبت إلى السطح ، والصخور تتسلل إلى قشرة الأرض خلال عمليات مختلفة.
لذلك ، فقد ثبت أن حدود موهوروفيتش تفصل بين وسيطين بكثافة مختلفة وموصلية كهربائية. من المقبول عمومًا أن هذه الميزة تعكس الطبيعة الكيميائية لموهو.
فوق الواجهة ، توجد صخور خفيفة نسبيًا من القشرة السفلية ، والتي تحتوي على القشرة الرئيسيةتكوين (gabbroids) - تسمى هذه الطبقة تقليديا "البازلت". تحت الحدود توجد صخور من الوشاح العلوي - الزبرجد الفائق المافية والدونتس ، وفي بعض المناطق الواقعة تحت القارات - eclogites - صخور مافيكة شديدة التحول ، وربما بقايا من قاع المحيط القديم ، جلبت إلى الوشاح. هناك فرضية مفادها أنه في مثل هذه الأماكن ، يكون موهو هو حدود انتقال الطور لمادة لها نفس التركيب الكيميائي.
ميزة مثيرة للاهتمام في Moho هي أن شكل الحدود مرتبط بتضاريس سطح الأرض ، وعكسها: تحت المنخفضات ترتفع الحدود ، وتحت السلاسل الجبلية تنحني بشكل أعمق. وبالتالي ، يتحقق التوازن المتساوي للقشرة هنا ، كما لو كان مغمورًا في الوشاح العلوي (من أجل الوضوح ، دعونا نتذكر جبلًا جليديًا يطفو في الماء). جاذبية الأرض أيضًا "تصوت" على هذا الاستنتاج: تم الآن رسم حدود موهوروفيتش على مستوى العالم بعمق بفضل نتائج ملاحظات الجاذبية من القمر الصناعي الأوروبي GOCE.
من المعروف الآن أن الحدود متحركة ، ويمكن حتى أن تنهار أثناء العمليات التكتونية الرئيسية. عند مستوى معين من الضغط ودرجة الحرارة تتشكل مرة أخرى مما يدل على استقرار هذه الظاهرة باطن الأرض.
لماذا هو مطلوب
اهتمام العلماء بموهو ليس عرضيًا. بالإضافة إلى الأهمية الكبيرة للعلوم الأساسية ، من المهم جدًا توضيح هذه المسألة لمجالات المعرفة التطبيقية ، مثل العمليات الطبيعية الخطرة ذات الطبيعة الجيولوجية.تفاعل المادة على كلا جانبي الجزء القشري ، الحياة المعقدة للوشاح نفسه ، له تأثير حاسم على كل ما يحدث على سطح كوكبنا - الزلازل ، التسونامي ، مختلف مظاهر النشاط البركاني. ولفهمها بشكل أفضل يعني التنبؤ بمزيد من الدقة.
