Simulation des Erdinneren. (Nicolas Flament/YouTube) Tief in der Erde unter uns liegen zwei Klumpen von der Größe von Kontinenten. Einer liegt unter Afrika, der andere unter dem Pazifischen Ozean.
Die Wurzeln der Kleckse liegen 2.900 km (1.800 Meilen) unter der Oberfläche, fast auf halber Höhe des Erdmittelpunkts. Es wird angenommen, dass sie der Geburtsort der aufsteigenden Säulen heißen Gesteins sind, die sogenannten „Deep Mantle Plumes“, die die Erdoberfläche erreichen.
Wenn diese Wolken zum ersten Mal die Oberfläche erreichen, kommt es zu riesigen Vulkanausbrüchen – die Art, die zum Aussterben der Art beitrug Dinosaurier Vor 65,5 Millionen Jahren. Die Klumpen könnten auch die Eruption einer Gesteinsart namens Kimberlit steuern, die Diamanten aus Tiefen von 120–150 km (und in einigen Fällen bis zu etwa 800 km) an die Erdoberfläche bringt.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass die Blobs existieren, aber wie sie sich im Laufe der Erdgeschichte verhalten haben, ist eine offene Frage. In neuen Forschungen haben wir eine Milliarde Jahre Erdgeschichte modelliert und entdeckt Die Kleckse sammeln sich und lösen sich auf ähnlich wie Kontinente und Superkontinente.
(Omar Bodur)
Oben: Erdklumpen, aufgenommen aus seismischen Daten. Der afrikanische Klecks befindet sich oben und der pazifische Klecks unten.
Ein Modell für die Entwicklung von Erdklecksen
Die Blobs befinden sich im Erdmantel, der dicken Schicht aus heißem Gestein zwischen der Erdkruste und ihrem Kern. Der Mantel ist fest, fließt aber über lange Zeiträume langsam. Wir wissen, dass die Blobs dort sind, weil sie die durch Erdbeben verursachten Wellen abbremsen, was darauf hindeutet, dass die Blobs heißer sind als ihre Umgebung.
Wissenschaftler sind sich im Allgemeinen einig, dass die Blobs mit der Bewegung tektonischer Platten an der Erdoberfläche zusammenhängen. Doch wie sich die Kleckse im Laufe der Erdgeschichte verändert haben, stellt sie vor ein Rätsel.
Eine Denkrichtung geht davon aus, dass die heutigen Klumpen als Anker fungierten, die über Hunderte von Millionen Jahren an Ort und Stelle fixiert waren, während sich anderes Gestein um sie herum bewegte. Wir wissen jedoch, dass sich tektonische Platten und Mantelplumes im Laufe der Zeit bewegen, und die Forschung legt dies nahe Die Form der Kleckse verändert sich .
Unsere neue Forschung zeigt, dass die Erdklumpen ihre Form und Lage weitaus stärker verändert haben als bisher angenommen. Tatsächlich haben sie sich im Laufe der Geschichte auf die gleiche Weise zusammengesetzt und wieder aufgelöst wie Kontinente und Superkontinente auf der Erdoberfläche.
Wir haben Australiens verwendet Nationale Computerinfrastruktur um fortgeschrittene Computersimulationen darüber durchzuführen, wie der Erdmantel über eine Milliarde Jahre geflossen ist.
Diese Modelle basieren auf Rekonstruktion der Bewegungen tektonischer Platten . Wenn Platten ineinander stoßen, wird der Meeresboden in einem Prozess, der als Subduktion bezeichnet wird, zwischen ihnen nach unten gedrückt.
Das kalte Gestein vom Meeresboden sinkt immer tiefer in den Erdmantel und verdrängt bei einer Tiefe von etwa 2.000 km die heißen Brocken beiseite.
Oben: Die letzten 200 Millionen Jahre im Erdinneren. Heiße Strukturen sind gelb bis rot (dunkler bedeutet flacher) und kalte Strukturen blau (dunkler bedeutet tiefer). .
Wir haben herausgefunden, dass sich die Blobs genau wie Kontinente zusammensetzen können – wie in der aktuellen Konfiguration „Superblobs“ bilden – und sich im Laufe der Zeit auflösen können.
Ein wichtiger Aspekt unserer Modelle besteht darin, dass die Blobs zwar ihre Position und Form im Laufe der Zeit ändern, aber dennoch dem Muster der an der Erdoberfläche aufgezeichneten Vulkan- und Kimberliteruptionen entsprechen. Dieses Muster war bisher ein Hauptargument für die Rolle der Blobs als unbewegliche „Anker“.
Bemerkenswerterweise zeigen unsere Modelle, dass der afrikanische Klumpen erst vor 60 Millionen Jahren entstanden ist – im krassen Gegensatz zu früheren Annahmen, dass der Klecks ungefähr in seiner heutigen Form existiert haben könnte fast zehnmal so lange .
Es bleiben noch Fragen zu den Blobs
Wie sind die Blobs entstanden? Woraus bestehen sie genau? Wir wissen es immer noch nicht.
Die Klumpen können dichter sein als der umgebende Mantel und daher aus Material bestehen, das vom Rest des Mantels abgetrennt wurde früh in der Erdgeschichte . Dies könnte erklären, warum die Mineralzusammensetzung der Erde anders ist als die, die aus Modellen erwartet wird, die auf der Zusammensetzung von Meteoriten basieren.
Alternativ könnte die Dichte der Blobs durch die Ansammlung von dichtem ozeanischem Material aus Felsplatten erklärt werden, die durch die Bewegung tektonischer Platten nach unten gedrückt werden.
Unabhängig von dieser Debatte zeigt unsere Arbeit, dass sinkende Platten Fragmente von Kontinenten eher zum afrikanischen Blob transportieren als zum pazifischen Blob.
Interessanterweise stimmt dieses Ergebnis mit neueren Arbeiten überein, die darauf hindeuten, dass die Quelle der aus dem afrikanischen Blob aufsteigenden Mantelfahnen kontinentales Material enthält, während dies bei den aus dem pazifischen Blob aufsteigenden Plumes nicht der Fall ist.
Verfolgen Sie die Kleckse, um Mineralien und Diamanten zu finden
Während sich unsere Arbeit mit grundlegenden Fragen zur Entwicklung unseres Planeten befasst, hat sie auch praktische Anwendungen.
Unsere Modelle bieten einen Rahmen, um den Standort von Mineralien, die mit dem Aufschwung des Erdmantels in Zusammenhang stehen, genauer zu bestimmen. Dazu gehören Diamanten, die von Kimberliten an die Oberfläche gebracht wurden und mit den Blobs in Verbindung zu stehen scheinen.
Auch magmatische Sulfidablagerungen, die die weltweit wichtigste Nickelreserve darstellen, werden mit Mantelwolken in Verbindung gebracht. Indem unsere Modelle dabei helfen, Mineralien wie Nickel (ein wesentlicher Bestandteil von Lithium-Ionen-Batterien und anderen erneuerbaren Energietechnologien) gezielt anzusprechen, können sie zum Übergang zu einer emissionsarmen Wirtschaft beitragen. 
Nicolas Flament , Alter Dozent, Universität Wollongong ; Andrew Merdith , Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Universität Leeds ; Omer F. Bodur , Postdoktorand, Universität Wollongong , Und Simon Williams , Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Nordwest-Universität, Xi'an .
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