
Getty Images
Ови мехурови спадају међу највеће физичке облике на нашој планети, и потпуна су мистерија.
У необичном кутку нашег Сунчевог система живе два несвакидашња мехура.
Имају пространа, аморфна тела величине континената, и сматра се да ова два чуда проводе време лежећи и чекајући да храна почне да пада по њима, да би је потом напросто упили у себе.
Али њихово природно станиште је, ако ништа друго, још необичније од њихове исхране.
Могло би да се опише као „стеновито”, свуда унаоколо налазе се егзотични минерали у непознатим бојама и облицима.
Иначе је све прилично јалово, сем светлуцавог мора у даљини, толико великог да садржи количину воде као сви Земљини океани заједно.
Сваки дан су „временски услови” исти: угодних 1.827 степени Целзијуса, са одређеним областима високог притиска, који је једнак количини притиска на површини Земље када се помножи 1,3 милиона пута.
У овом суровом окружењу, атоми се извитоперују, а чак и познати материјали почињу да се понашају ексцентрично.
Стене постају флексибилне попут пластике, док се кисеоник понаша као метал.
Али ова узаврела земља чуда није некаква ванземаљска планета, а мехурови нису баш сасвим дивље животиње.
Ради се, заправо, о самој Земљи, само веома, веома дубоко испод њене површине.
Поставља се питање, откуд мехурови тамо?
Чудан подземни свет
Конкретно, дотично окружење је омотач језгра, стеновити слој који се налази непосредно изнад средишта Земље, тј. њеног језгра.
Ова углавном чврста маса је потпуно други свет, место које је ускомешано и истачкано калеидоскопима кристала, од дијаманата – којих у омотачу има око трилион тона – до минерала толико неухватљивих да не постоје на Земљиној површини.
И заиста, најобимније стене у овом слоју, бриџманит и давемаоит, углавном су за научнике мистерија.
Потребан им је изузетно висок притисак, јединствен за унутрашњост планете, да би се развили, а распадају се чим су донети на наш свет.
То је геолошки парњак екстравагантних риба из великих океанских дубина које се отопе кад су упецане и подигнуте са морског дна.
Ови неухватљиви минерали могу да се виде у природном облику само кад остану заточени у дијамантима који се изнесу на површину.
А чак и тада је немогуће предвидети како ти кристали заправо изгледају дубоко у Земљи, зато што су њихова природна својства крајње измењена притиском под којим обично постоје.
Иначе, далеки „океан” не садржи ни кап течности.
Сачињен је од воде заточене у минералу оливину, који чини више од 50 одсто горњег омотача.
У дубљим нивоима, он се мења у индиго-плаве кристале рингвудита.
„На тим дубинама, хемија се потпуно мења.
„Толико мало знамо о томе, да можда постоје минерали који постају потпуно провидни”, каже Ведран Лекић, ванредни професор геологије са Универзитета у Мериленду, САД.
Међутим, „мехурови” из дубине Земље су они који највише заокупљују пажњу геолога широм планете.
Ови облици су широки хиљадама километара и заузимају шест одсто запремине читаве планете.
Процене њихове висине су различите, али сматра се да је један – испод Африке и од милоште познат као „Тузо” – висок и до 800 километара, што је око 90 планина Еверест послаганих једна на другу.
Други, звани „Џејсон” и налази се испод Пацифика, могао би да се издиже 1.800 километара увис, што му дође око 203 Евереста.
Њихови искривљени облици увијени су око Земљиног језгра попут две амебе које су се залепиле за зрнце прашине.
„Ови облици су веома велики, веома упадљиви на томографији (радиолошки метод снимања)”, каже Бернхард Стајнбергер, истраживач геодинамике са ГФЗ Немачког истраживачког центра за геонауку на Универзитету у Ослу, у Норвешкој.
Иако су ти титански облици скоро сигурно тамо, готово све остало у вези са њима остаје непознаница, као и то како су настали, од чега су направљени и како би могли да утичу на нашу планету.
Оно што је кључно јесте да то да би разумевање мехурова могло да помогне да се расветле неке од најтрајнијих геолошких мистерија, као што је како је Земља настала, која је била коначна судбина „фантомске” планете Теје и необјашњиво присуство вулкана на неким локацијама широм планете.
Могли би чак и да расветле начине на које би Земља могла да се мења у предстојећим миленијумима.
Неугодан проблем
Совјетски Савез се 1970. године упустио у вероватно један од најамбициознијих истраживачких пројеката у људској историји.
Покушали су да буше колико год је дубоко могуће у Земљину кору.
Овај тврди слој стене, који се налази изнад углавном чврстог омотача и, на крају, Земљиног делимично отопљеног језгра, једини је део планете који су икада виделе људске очи.
Нико није знао шта ће се десити ако покушају да се пробију кроз њега.
До августа 1994. године, Кољска ултрадубока бушотина, смештена у суморном пространству арктичке тундре у североисточној Русији, допрла је до невероватних дубина – стигавши чак 12.260 метара испод земље.
Али онда се бушилица заглавила.
Кад је отпочињао рад, тим који је водио пројекат направио је предвиђања о томе шта очекује да ће затећи.
Конкретно да ће Земља постати један степен топлија на сваких 100 метара како се буде приближавао средишту.
Убрзо је постало очигледно да није тако.
Средином осамдесетих, кад су стигли до 10. километра, топлота је већ била 180 степени Целзијуса, скоро двоструко више него што су очекивали.У тим екстремним условима, гранит на крају више није могао да се буши, понашао се више као пластика него као стена.
Експеримент је обустављен и нико више никада није успео да пређе праг земљине коре до данашњег дана.
Једини преостали наговештај постојања Кољске ултрадубоке бушотине је зарђали метални поклопац утиснут у земљи.
„Ми заиста знамо много мање о Земљином омотачу него што знамо о отвореном свемиру који можемо да посматрамо телескопима, зато што је све што знамо веома, веома, посредно”, каже Стајнбергер.
Дакле, како проучавати окружење које не можете да видите и ком не можете да приђете, у ком хемијска својства најобичнијих материјала постају извитоперена до непрепознатљивости?
Заправо, постоји други начин.
Сеизмологија подразумева проучавање таласа енергије које производе нагли покрети земље током масивних догађаја као што су земљотреси.
У њих спадају такозвани „површински таласи”, који су плитки, и „телесни таласи”, који путују кроз саму унутрашњост Земље.
Да би их регистровали, научници користе инструменте на супротној страни света од земљотреса, а који бележе и проучавају све што је успело да се пробије на другу страну.
Анализирајући различите таласне обрасце који настају, они могу да почну да склапају слику о томе шта се дешава стотинама километара испод нас.
Та својства омогућила су данском геофизичару Ингеу Леману да дође до крупног открића 1936. године.
Седам година раније, велики земљотрес на Новом Зеланду довео је до изненађујућег сеизмичког резултата: један тип телесног таласа, који може да путује кроз било који материјал, успео је да се пробије кроз Земљу – мада је био „искривљен” некаквом препреком успут.
За то време, друга врста таласа, позната по томе да не може да путује кроз течност, није успела да прође.
То је оспорило дугогодишње веровање да је читаво језгро чврсто и довело до савремене теорије да постоји чврста унутрашњост обавијена течним спољним слојем – рецимо, као нека врста обрнутог кокоса.
Мистерија из дубина
На крају је метод био успостављен, што значи да је постало могуће не само завирити испод Земљине површине – већ визуализовати њене скривене дубине у три димензије.
„Користимо исту врсту технике као у компјутерској томографији са КЕТ скеновима.
„Штавише, практично радимо томографију унутрашњости Земље”, објашњава Лекић.
Готово моментално, то је довело до открића Земљиних мехура.
Иако се раније омотач доживљавао као хомогени слој, геолози су открили две џиновске регије у њему.
Једна која обујмљује Африку и једна испод Пацифичког океана, где таласи земљотреса наилазе на отпор и успоравају.
Као и у случају Земљиног језгра, ове области очигледно се разликују од остатка омотача – штавише, представљају неке од највећих творевина на овој планети.
Оне су највеће „области ниске брзине смицања (врста деформације тела под деловањем силе)”, илити ЛЛСВП-ови.
Тешко је пронаћи било какву познату аналогију за њихов необичан облик – могу се описати као необично избочене планине или хумке, мада Лекић лично не би употребио те речи.
„Они су већи од континената”, објашњава он.
Да све буде мистериозније, ове творевине чини се да више личе на огромне хрпе песка.
Једно истраживање је показало да на неким местима имају оштре падине, баш као и плитке увале, па чак и неколико надвишења.
Усред читаве расправе о њиховом изгледу, постали су познати само као „мехурови”.
Али збуњујући изглед ЛЛСВП-ова није ништа у поређењу са збуњеношћу која прати питање како су се формирали или чак од чега су направљени.
„Постоји, дакле, 100 одсто извесности да су ове две области, у просеку, спорије [у погледу брзине којом се таласи земљотреса крећу кроз њих] од области које их окружују.
„То није предмет расправе. То је као и са климатским променама, пука опсервација, није никакав теорија.
„Проблем је што је наша способност да завиримо у ту област врло магловита”, каже Лекић.
Дакле, иако научници знају да се тамо нешто дешава, тек треба да открију шта то тачно виде.
Нови наговештај потекао је из још једног дугогодишњег извора збуњености, ако су ЛЛСВП-ови направљени од истог материјала као и остатак Земљиног омотача, они онда крше основне законе физике.
То је зато што мехурови изгледају као да су истовремено топлији од стена које их окружују и чвршћи од њих.
Баш као тврдоглави поклопац тегле на који се пусти врела вода са чесме да би попустио, материјали имају обичај да, кад се загреју, постану мање густи.
Тешко је прихватити да то има смисла ако су мехурови направљени од старих добрих обичних силиката као и остатак омотача, доминантног материјала који се налази у граниту и пешчару.
Као последица тога, сматра се да мехурови морају да имају другачији хемијски састав од стена које их окружују.
Можда се састоје од минерала који су необично богати нечим тешким, као што је гвожђе или никл.
„Али постоје различите идеје како до тога долази”, каже Стајнбергер.
И ту све постаје још занимљивије.
Најранија идеја била је да су мехурови истински стари, да корене вуку милијардама година уназад из праисконске Земље, док се наша планета још формирала и док је њен омотач – који се данас састоји од чврстих стена – још био океан отопљене магме.
Како су минерали у овом слоју почињали да очвршћавају и кристализују се, неке области су задржавале нечистоће које су биле помешане с њом док су још биле у течном стању.
Оне су остале тамо све ово време и данас чине необичне ЛЛСВП-ове.
Међународни тим геолога, међу којима је и Стајнбергер, 2014. године израчунао је да ова врста мехура може лако да траје три милијарде година, упркос томе што се Земљин омотач увек лагано комеша, док се врелији делови издижу, а хладнији спуштају.
„А један од разлога зашто се превише не деформишу је што су веома крути”, каже Стајнбергер.
Друга могућност је да су мехурови настали у тектонским процесима.
Као што деца уче у школи, Земљина кора је изломљена у тектонске плоче, које се непрестано померају и подвлаче једна под другу – баш као и једна на другу.
Неки геолози верују да би ЛЛСВП-ови могли бити сачињени од ових одломљених делова коре, који тону на дно омотача и формирају ове гломазне творевине које имају другачији хемијски састав од стена које их окружују.
Штавише, истраживање сугерише да ако саберете сву количину коре која се икада отопила назад у дубину Земље, износила би од седам до 53 одсто запремине планете – више него довољно за величину мехурова.
„Кора се одваја и слаже на те гомиле”, каже Стајнбергер.
Према том сценарију, ЛЛСВП-ови се састоје углавном од базалтних стена које су се спустиле са тешких океанских плоча подвучених под друге плоче.
Али чак и седиментарне стене у које су се некада укопале древне рибе или које садрже остатке давно несталих океанских створења као што су плесиосауруси, могле би на крају на овај начин да заврше близу средишта Земље – иако чине само мали проценат Земљине коре.
У суштини, мехурови су геолошка гробља.
Трећи предлог је да се, дуго након што се формирала Земља, гвожђе некако излило из Земљиног језгра и завршило у омотачу.
У неким деловима је постало саставни део стена, што је довело до настанка необичних мехурова.
Међутим, Стајнбергер каже да ова идеја није нарочито популарна – тренутно не постоји очигледан разлог зашто би се то десило.
А онда се прошле године тиму научника са Државног универзитета у Аризони јавила смела идеја: шта ако су мехурови ипак ванземаљци, на неки начин?
Мало је позната чињеница да заправо постоје три небеска тела у нашем делу Сунчевог система: Земља, Месец и Теја.
Данас је ова потоња једва нешто више од духа, након што је ударила у нашу планету пре 4,5 милијарди година.
Деценијама се веровало да кад се ова мала планета величине Марса сударила са младом Земљом, крхотине које су настале – већином од друге планете – срасле су и формирале Месец.
Али постоје проблеми са том идејом, као што је чињеница да Земља и Месец деле сличан хемијски састав, као да су настали од истог материјала.
Уместо тога, истраживачи су понудили алтернативу.
Након што је ударила у младу Земљу, Теја се помешала са њеним унутрашњим садржајем, оформивши део омотача.
За то време, Месец се формирао, не од ванземаљске планете, већ од делова Земље који су се разлетели.
Обрт је да се Теја није у потпуности помешала са Земљом.
Већи део ње био је толико густ да на њега нису утицале струје у омотачу – штавише, страна планета и даље постоји у комадима унутар Земље све до данашњих дана.
Могуће је да су то ЛЛСВП-ови, а да се фрагменти туђинског света крију дубоко испод наших ногу.
Скривени утицај
Од чега год да су направљени, све је већи консензус да необични Земљини мехурови, колико год далеко деловали, утичу на живот на површини на врло опипљиве начине.
За почетак, они би могли да утичу на распоред вулкана.
Већина најславнијих геолошких жаришта на свету – као што је Ватрени појас, ланац вулкана дуг 40.233 километара који окружује Пацифички океан – могу се наћи изнад места на којима се тектонске плоче додирују и гурају у вечитој борби за простор.
Али, да све буде необичније, неке изузетно активне области не следе тај образац.
Хавајска острва, у Северном Пацифичком океану, дом су шест активних вулкана, као и широких поља лаве и неких места на којима готово непрестано жубори магма.
То се дешава упркос чињеници да су смештени безбедно насред Пацифичке плоче, хиљадама километара од било којих других плоча.
Једно објашњење су такозване „перјанице омотача”, теоретска жаришта у Земљином нижем омотачу, где се стене које су топлије од окружења издижу, формирајући мреже вертикалних канала налик дрвећу све до Земљине коре.
Они полазе из слоја директно око језгра, чија унутрашњост може да достигне исту температуру као површина Сунца.
„Они се практично формирају јер је језгро релативно врело у поређењу са околним омотачем, тако да долази до термалних нестабилности”, каже Стајнбергер.
Он то пореди са лонцем кипуће воде на шпорету, она никад није загрејана потпуно равномерно, тако да добијате мехурове који се формирају на неким местима, али не и на неким другим.
Гдегод да се ове узавреле зоне сусрећу са површином Земље, обично можете да нађете вулкане.
Постоји, међутим, једна квака.
Концепт перјаница омотача је први пут изнесен још седамдесетих и оне остају једнако мистериозне баш као и сами ЛЛСВП-ови.
„Последњих година докази да су они стварни из сеизмичке томографије постају све убедљивији и убедљивији”, каже Стајнбергер.
„Дакле, мало ко заправо сумња у њихово постојање. Али, с друге стране, наравно, има много ствари које нису толико извесне у вези са њима”, каже он.
Данас је могуће начинити основне мапе омотачевих перјаница уз помоћ сеизмологије.
А 2008. године, геолози су открили нешто изузетно занимљиво: скоро сви они су лоцирани на самим ивицама Земљиних мехурова.
То је довело до истог питања као што је да ли је старије кокошка или јаје, односно да ли је старији мехур или вулканско жариште.
Јесу ли ове области геолошки активније зато што су мехурови већ били тамо?
Или су мехурови лоцирани тамо где јесу зато што их активности жаришта некако гурају на те положаје?
Могло би да се дешава нешто слично следећем.
Океанске плоче које потону у Земљине дубине на крају заврше близу дна омотача, где формирају мехуре – необично, али на тој дубини су гушће од стена које их окружују.
Оне формирају неку врсту изолационог ћебета изнад језгра, спречавајући да изузетно вреле регије у њима развију облаке омотача испод њих.
И зато се они, уместо тога, формирају око ивица.
На тај начин, добијате омотачеве перјанице 2.891 километара изнад граница мехура, у нашем властитом земаљском свету.
Изгледа као да их ЛЛСВП-ови подстичу да се развијају на конкретним локацијама.
Ако је стварно тако, то сугерише да ове конкретне скривене творевине врше темељан утицај на нашу планету – практично диктирајући где ће се одређено груписање вулкана десити, баш као и ланац острва које они формирају.
Хавајски архипелаг не би постојао без њих, као ни кинеско острво Хајнан.
А ЛЛСВП-ови би могли да имају чак и шире поље деловања.
Научници се одавно питају зашто се Земља обрће око своје осе под углом под којим то чини – другим речима, зашто је Северни пол на Арктику, а не негде другде?
И док се сматра да многи фактори утичу на мање „одступања” у оба правца, међу којима су и климатске промене, Земљина оса је остала углавном стабилна милијардама година.
Једна занимљива опсервација је да су Земљини мехурови прикладно смештени са обе стране осе, што наговештава да су се или преселили тамо због обртања Земље или да утичу на то како она то ради.
Тешко је утврдити како би тачно ЛЛСВП-ови могли да утичу на инерцију планете, јер су њихови облици толико неправилни и несигурни.
Али Лекић је исцртао мапу на којој се тачно види консензус ставова где се они налазе.
„Оно што видите је да се пацифички на крају издужује у правцу исток-запад, а да се афрички издужује у правцу север-југ”, каже он.
Лекић упоређује начин на који би мехурови могли да утичу на Земљину осу са књигом која се окреће око своје осе, много јој је лакше да то ради положена него усправљена, јер бочно распоређивање тежине чини окретање стабилније.
„Уопштено гледано, тела која се окрећу покушавају да распореде масу тако да буде најближа екватору, што даље од осе која се обрће.
„А за Земљу су то ЛЛСВП-ови. Компонента њихове структуре која би утицала на ротацију савршено је усклађена са екватором, што сугерише да се Земљина оса ротације померила до тачке где практично имате ова два тешка предмета са обе њене стране”, каже он.
И тако, иако су мехурови у дубини Земље једнако збуњујући као што су одувек били, велике су шансе да би могли открити неке од највећих тајни наше планете – а можда чак и неке из давно изгубљеног ванземаљског света.
Можда ћемо једног дана открити још бољи начин да завиримо у унутрашњост Земље како бисмо их видели.