Nosso planeta consiste em três partes principais (geosferas). O núcleo está localizado no centro, um manto denso e viscoso se estende acima dele, e a crosta bastante fina é a camada superior do corpo sólido da Terra. A fronteira entre a crosta e o manto é chamada de superfície de Mohorovich. A profundidade de sua ocorrência não é a mesma em diferentes regiões: sob a crosta continental pode chegar a 70 km, sob a oceânica - apenas cerca de 10. Qual é esse limite, o que sabemos sobre ele e o que não sabemos, mas podemos supor?
Vamos começar com a história do problema.
Abertura
O início do século XX foi marcado pelo desenvolvimento da sismologia científica. Uma série de terremotos poderosos que tiveram consequências devastadoras contribuíram para o estudo sistemático desse formidável fenômeno natural. A catalogação e mapeamento das fontes de terremotos registrados instrumentalmente começaram, e as características das ondas sísmicas começaram a ser ativamente estudadas. A velocidade de sua propagação depende da densidade e elasticidadeambiente, o que permite obter informações sobre as propriedades das rochas nas entranhas do planeta.
As aberturas não demoraram a chegar. Em 1909, o geofísico iugoslavo (croata) Andrija Mohorovichic processou dados sobre um terremoto na Croácia. Verificou-se que os sismogramas desses terremotos rasos, obtidos em estações distantes do epicentro, carregam dois (ou até mais) sinais de um terremoto - direto e refratado. Este último testemunhou um aumento abrupto na velocidade (de 6,7-7,4 a 7,9-8,2 km/s para ondas longitudinais). O cientista associou esse fenômeno à presença de um certo limite separando as camadas do subsolo com diferentes densidades: o manto localizado mais profundo, contendo rochas densas, e a crosta - a camada superior, composta por rochas mais leves.
Em homenagem ao descobridor, a interface entre a crosta e o manto recebeu seu nome e é conhecida como a fronteira Mohorovich (ou simplesmente Moho) há mais de cem anos.
A densidade das rochas separadas pelo Moho também muda abruptamente - de 2,8-2,9 para 3,2-3,3 g/cm3. Há pouca dúvida de que essas diferenças são indicativas de diferentes composições químicas.
No entanto, as tentativas de chegar diretamente ao fundo da crosta terrestre falharam até agora.
Projeto Mohole - Começando do outro lado do oceano
A primeira tentativa de chegar ao manto foi feita pelos EUA em 1961-1966. O projeto foi nomeado Mohole - das palavras Moho e buraco "buraco, buraco". Era para atingir o objetivo perfurando o fundo do oceano,produzido a partir de uma plataforma flutuante de teste.
O projeto enfrentou sérias dificuldades, os fundos foram gastos e, após a conclusão da primeira fase da obra, a Mohol foi fechada. Resultados do experimento: cinco poços foram perfurados, amostras de rocha foram obtidas da camada de bas alto da crosta oceânica. Conseguimos perfurar o fundo a 183 m.
Kola Superdeep – perfure o continente
Até hoje, seu recorde não foi quebrado. A pesquisa mais profunda e o poço vertical mais profundo foram lançados em 1970, o trabalho foi realizado de forma intermitente até 1991. O projeto teve muitas tarefas científicas e técnicas, algumas delas foram resolvidas com sucesso, amostras únicas de rochas da crosta continental foram extraídas (o comprimento total dos núcleos foi superior a 4 km). Além disso, durante a perfuração, uma série de novos dados inesperados foram obtidos.
Esclarecer a natureza do Moho e estabelecer a composição das camadas superiores do manto estavam entre as tarefas do Kola Superdeep, mas o poço não chegou ao manto. A perfuração parou a uma profundidade de 12.262 me não foi retomada.
Projetos modernos ainda estão do outro lado do oceano
Apesar dos desafios adicionais da perfuração em alto mar, os programas atuais planejam alcançar a fronteira de Moho através do fundo do oceano, já que a crosta terrestre é muito mais fina aqui.
Atualmente, nenhum país pode realizar um projeto de tão grande escala como a perfuração ultraprofunda para alcançar o telhado do manto por conta própria. Desde 2013 no âmbito do Programa InternacionalO IODP (International Ocean Discovery Program: Exploring the Earth Under the Sea) está implementando o projeto Mohole to Mantle. Entre seus objetivos científicos está a obtenção de amostras de matéria do manto por meio da perfuração de um poço ultraprofundo no Oceano Pacífico. A principal ferramenta deste projeto é o navio de perfuração japonês "Tikyu" - "Earth", capaz de fornecer uma profundidade de perfuração de até 10 km.
Só podemos esperar, e se tudo correr bem, em 2020 a ciência finalmente terá um pedaço do manto extraído do próprio manto.
O sensoriamento remoto esclarecerá as propriedades do limite de Mohorovicic
Como ainda é impossível estudar diretamente o subsolo em profundidades correspondentes à ocorrência da seção crosta-manto, as idéias sobre eles são baseadas em dados obtidos por métodos geofísicos e geoquímicos. A geofísica fornece aos pesquisadores sondagem sísmica profunda, sondagem magnetotelúrica profunda, estudos gravimétricos. Os métodos geoquímicos possibilitam o estudo de fragmentos de rochas do manto - xenólitos trazidos à superfície e rochas intrudidas na crosta terrestre durante vários processos.
Assim, foi estabelecido que a fronteira de Mohorovich separa dois meios com densidade e condutividade elétrica diferentes. É geralmente aceito que esse recurso reflete a natureza química do Moho.
Acima da interface, existem rochas relativamente leves da crosta inferior, que têm como principalcomposição (gabróides), - esta camada é convencionalmente chamada de "bas alto". Abaixo do limite estão rochas do manto superior - peridotitos e dunitos ultramáficos, e em algumas áreas sob os continentes - eclogitos - rochas máficas profundamente metamorfoseadas, possivelmente relíquias do antigo fundo oceânico, trazidas para o manto. Existe a hipótese de que em tais locais Moho seja o limite da transição de fase de uma substância de mesma composição química.
Uma característica interessante do Moho é que a forma da borda está conectada com o relevo da superfície da terra, espelhando-o: sob as depressões a borda é elevada, e sob as serras ela se inclina mais profundamente. Consequentemente, o equilíbrio isostático da crosta é realizado aqui, como se estivesse imerso no manto superior (para maior clareza, lembremos um iceberg flutuando na água). A gravidade da Terra também "vota" para esta conclusão: o limite de Mohorovichic está agora globalmente mapeado em profundidade graças aos resultados das observações da gravidade do satélite europeu GOCE.
Sabe-se agora que a fronteira é móvel, podendo até entrar em colapso durante grandes processos tectônicos. A um certo nível de pressão e temperatura, ele se forma novamente, o que indica a estabilidade desse fenômeno do interior da Terra.
Por que é necessário
O interesse dos cientistas no Moho não é acidental. Além da grande importância para a ciência fundamental, é muito importante esclarecer essa questão para áreas de conhecimento aplicadas, como processos naturais perigosos de natureza geológica. A interação da matéria em ambos os lados da seção crosta-manto, a vida complexa do próprio manto, tem uma influência decisiva em tudo o que acontece na superfície do nosso planeta - terremotos, tsunamis, várias manifestações de vulcanismo. E compreendê-los melhor significa prever com mais precisão.
