El nostre planeta consta de tres parts principals (geosferes). El nucli es troba al centre, un mantell dens i viscós s'estén per sobre d'ell i l'escorça més aviat prima és la capa més alta del cos sòlid de la Terra. El límit entre l'escorça i el mantell s'anomena superfície de Mohorovich. La profunditat de la seva aparició no és la mateixa en diferents regions: sota l'escorça continental pot arribar als 70 km, sota l'oceànica, només uns 10. Què és aquest límit, què en sabem i què no sabem, però podem suposar?
Comencem amb l'historial del problema.
Obertura
El començament del segle XX va estar marcat pel desenvolupament de la sismologia científica. Una sèrie de potents terratrèmols que van tenir conseqüències devastadores van contribuir a l'estudi sistemàtic d'aquest formidable fenomen natural. Es va iniciar la catalogació i cartografia de les fonts dels terratrèmols registrats instrumentalment i es van començar a estudiar activament les característiques de les ones sísmiques. La velocitat de propagació depèn de la densitat i elasticitatmedi ambient, que permet obtenir informació sobre les propietats de les roques a les entranyes del planeta.
Les obertures no es van fer esperar. El 1909, el geofísic iugoslau (croat) Andrija Mohorovichic va processar dades sobre un terratrèmol a Croàcia. Es va trobar que els sismogrames d'aquests terratrèmols poc profunds, obtinguts en estacions allunyades de l'epicentre, porten dos (o fins i tot més) senyals d'un terratrèmol: directe i refractat. Aquest últim va testimoniar un augment brusc de velocitat (de 6,7-7,4 a 7,9-8,2 km/s per a ones longitudinals). El científic va associar aquest fenomen amb la presència d'un cert límit que separa les capes del subsòl amb diferents densitats: el mantell situat més profund, que conté roques denses, i l'escorça, la capa superior, composta per roques més lleugeres.
En honor al descobridor, la interfície entre l'escorça i el mantell va rebre el seu nom i es coneix com el límit Mohorovichic (o simplement Moho) durant més de cent anys.
La densitat de les roques separades pel Moho també canvia bruscament: de 2,8-2,9 a 3,2-3,3 g/cm3. No hi ha dubte que aquestes diferències són indicatives de diferents composicions químiques.
No obstant això, els intents d'arribar directament al fons de l'escorça terrestre han fracassat fins ara.
Projecte Mohole - Començant a través de l'oceà
El primer intent d'arribar al mantell el van fer els EUA el 1961-1966. El projecte es va anomenar Mohole, de les paraules Moho i forat "forat, forat". Se suposava que havia d'aconseguir l'objectiu perforant el fons oceànic,produït a partir d'una plataforma flotant de prova.
El projecte va tenir greus dificultats, es van gastar fons en excés i, després de la finalització de la primera fase de treball, Mohol va ser tancat. Resultats de l'experiment: es van perforar cinc pous, es van obtenir mostres de roca de la capa de bas alt de l'escorça oceànica. Hem pogut perforar el fons a 183 m.
Kola Superdeep: perforar el continent
A dia d'avui, el seu rècord no s'ha batut. La investigació més profunda i el pou vertical més profund es va col·locar l'any 1970, s'hi va treballar de manera intermitent fins al 1991. El projecte tenia moltes tasques científiques i tècniques, algunes d'elles es van resoldre amb èxit, es van extreure mostres úniques de roques de l'escorça continental (la longitud total dels nuclis era de més de 4 km). A més, durant la perforació, es van obtenir una sèrie de dades noves inesperades.
Aclarir la naturalesa de Moho i establir la composició de les capes superiors del mantell estaven entre les tasques de la Kola Superdeep, però el pou no va arribar al mantell. La perforació es va aturar a una profunditat de 12.262 m i no s'ha reprès.
Els projectes moderns encara estan a l' altra banda de l'oceà
Malgrat els reptes addicionals de la perforació en aigües profundes, els programes actuals tenen previst arribar al límit de Moho a través del fons oceànic, ja que aquí l'escorça terrestre és molt més fina.
Actualment, cap país pot dur a terme un projecte tan gran com la perforació ultraprofunda per arribar al sostre del mantell sol. Des del 2013 en el marc del Programa InternacionalIODP (International Ocean Discovery Program: Exploring the Earth Under the Sea) està implementant el projecte Mohole to Mantle. Entre els seus objectius científics hi ha l'obtenció de mostres de matèria del mantell perforant un pou ultra profund a l'oceà Pacífic. L'eina principal d'aquest projecte és el vaixell de perforació japonès "Tikyu" - "Terra", capaç de proporcionar una profunditat de perforació de fins a 10 km.
Només podem esperar i, si tot va bé, el 2020 la ciència per fi tindrà un tros del mantell extret del mateix mantell.
La teledetecció aclareix les propietats del límit de Mohorovicic
Com que encara és impossible estudiar directament el subsòl a les profunditats corresponents a l'aparició de la secció escorça-mantell, les idees sobre ells es basen en dades obtingudes per mètodes geofísics i geoquímics. La geofísica proporciona als investigadors estudis de sondeig sísmic profund, sondeig magnetotel·lúric profund i estudis gravimètrics. Els mètodes geoquímics permeten estudiar fragments de roques del mantell: xenòlits portats a la superfície i roques introduïdes a l'escorça terrestre durant diversos processos.
Per tant, s'ha establert que el límit de Mohorovichic separa dos medis amb diferents densitats i conductivitat elèctrica. En general, s'accepta que aquesta característica reflecteix la naturalesa química de Moho.
A sobre de la interfície, hi ha roques relativament lleugeres de l'escorça inferior, que tenen el principalcomposició (gabroides), - aquesta capa s'anomena convencionalment "bas alt". Per sota del límit hi ha roques del mantell superior - peridotites i dunites ultramàfiques, i en algunes zones sota els continents - eclogites - roques màfiques profundament metamorfosades, possiblement relíquies de l'antic fons oceànic, introduïdes al mantell. Hi ha una hipòtesi que en aquests llocs Moho és el límit de la transició de fase d'una substància de la mateixa composició química.
Una característica interessant de Moho és que la forma de la vora està connectada amb el relleu de la superfície terrestre, reflectint-la: sota les depressions la frontera s'eleva, i sota les serralades s'inclina més profundament. En conseqüència, aquí es realitza l'equilibri isostàtic de l'escorça, com si estigués submergit en el mantell superior (per a més claredat, recordem un iceberg flotant a l'aigua). La gravetat de la Terra també "vota" aquesta conclusió: ara el límit de Mohorovichic està cartografiat globalment en profunditat gràcies als resultats de les observacions de la gravetat del satèl·lit europeu GOCE.
Ara se sap que el límit és mòbil, fins i tot pot col·lapsar-se durant els processos tectònics importants. A un cert nivell de pressió i temperatura, es torna a formar, la qual cosa indica l'estabilitat d'aquest fenomen de l'interior de la terra.
Per què és necessari
L'interès dels científics per Moho no és casual. A més de la gran importància per a la ciència fonamental, és molt important aclarir aquesta qüestió per a àrees aplicades del coneixement, com els processos naturals perillosos de caràcter geològic. La interacció de la matèria a banda i banda de la secció escorça-mantell, la complexa vida del mateix mantell, tenen una influència decisiva en tot el que passa a la superfície del nostre planeta: terratrèmols, tsunamis, diverses manifestacions del vulcanisme. I comprendre'ls millor significa predir amb més precisió.
