Sign Up
HOME Articles Lexicon Literature Forum Market Meetings About us Contact Links Cooperation
Theme: diskontinuiteti      Received: Nov. 05, 2006 - Published: Nov. 05, 2006     Author: ac  

 

DISKONTINUITETI

 

Do početka 20-og veka, građa naše planete je bila nerazrešiva misterija. Jedino na osnovu čega se moglo zaključivati o tome šta se nalazi u dubini Zemlje, bili su vulkani i rudničke jame. Međutim, zahvaljujući brojnim tehničkim pronalascima s kraja 19-og veka, postalo je moguće “zaviriti” u dubinu Zemlje do njenog samog središta. Jedan od ključnih izuma koji su omogućili proučavanje Zemljinih dubina, bio je seizmograf. Zaključci na koje su uputili rezultati dobijeni proučavanjem seizmičkih talasa, bili su svakako krajnje neočekivani. Naime, došlo se do zaključka da Zemlja ima više jasno razgraničenih “slojeva”. Prelazi između tih “slojeva” su manje ili više jasni i oštri i nazivamo ih diskontinuiteti.
Ako Zemlju posmatramo kao celinu (njen čvrsti, tečni i gasoviti deo), najjasniji diskontinuitet je upravo onaj na kojem mi živimo - diskontinuitet između litosfere i atmosfere.

 

ISTORIJAT PROUČAVANJA

       Ozbiljniji napredak u proučavanju strukture Zemlje, nastaje sa početkom proučavanja seizmičkih talasa, odnosno sa pojavom seizmografa. Seizmograf je 1875. godine izumeo italijanski fizičar Filippo Cecchi. Taj pronalazak postaje glavno oruđe geofizičara u istraživanju građe Zemlje i veoma brzo dovodi do izuzetnih otkrića.
1892. godine engleski geolog i seizmolog John Milne, pravi mrežu od 40 (unapređenih i osavremenjenih) seizmografa postavljenih na različite tačke na Zemlji. Uporedne analize seizmograma sa različitih tačaka na Zemlji omogućile su proučavanju građe Zemlje. Na osnovu hodohrona, John Milne (1903) dolazi do potvrde ranije pretpostavke da Zemlja nije homogene građe. Zaključio je da se Zemlja sastoji iz dva dela: površinskog i unutrašnjeg. Prema njegovim proračunima površinski deo Zemlje je debljine jednog stotog dela Zemljinog poluprečnika.

1906. godine Richard Dixon Oldham, engleski geolog, proučavajući kretanje s i p-talasa kroz Zemlju, dolazi do otkrića da Zemlja mora da ima tečno jezgro, jer s-talasi (koji inače ne prolaze kroz tečnosti) ne prolaze kroz Zemljino jezgro.
       Revolucionarni pomak u istraživanju građe Zemlje usledio je 6 godina kasnije kada hrvatski geofizičar Andrija Mohorovičić uspeva da uvede čitav niz novina u proučavanje građe Zemlje...
Osmog novembra 1909. godine, dogodio se jak zemljotres sa epicentrom 40-ak kilometara jugoistočno od Zagreba. Jačina mu je procenjena na 8°MCS. Tako jak zemljotres su zabeležile brojne evropske seizmološke stanice. Andrija Mohorovičić je prikupio seizmograme pomenutog zemljotresa sa većeg broja evropskih seizmičkih stanica. Analizirajući ih, primetio je da postoje dve vrste talasa. Jedne su zabeležili seizmografi koji su bili udaljeni do 300 km od epicentra a druge, oni udaljeniji od 700 km. Između 300 i 700 km, zabeležene su obe vrste talasa. To je izgledalo prilično zbunjujuće. Pokušao je da izračuna dubinu žarišta zemljotresa uz pretpostavku da je brzina talasa konstantna ali uzalud, to nije bilo moguće. Zraci talasa se nikako nisu presecali u jednoj tački. To ga je navelo na pretpostavku da talasi menjaju brzinu sa povećanjem dubine. Razradom ove pretpostavke, došao je do jednačine zavisnosti brzine talasa od dubine: c = c0 0 /ρ)k. [c - brzina talasa, c0 - brzina talasa u hipocentru, ρ0 - radijus vektor od centra Zemlje do hipocentra, ρ - radijus vektor od centra Zemlje do proizvoljne tačke na zraku talasa, k - eksponent (u ovom sličaju: 3)]. Ova jednačina je poznata kao “Mohorovičićev zakon”.
Pojavu, da se talasi negde pojavljuju po dvaput na seizmogramima, protumačio je kao eho odbijen od neke površine u dubini Zemlje. Znajući dubinu žarišta, rastojanja do seizmičkih stanica i način prostiranja talasa, sada mu nije bilo teško da izračuna dubinu na kojoj je površina od koje su se talasi odbijali - 54 km. (zbog nepreciznosti merenja u to vreme, dobio je nešto veću dubinu od stvarne.) Ova površina je dobila ime “Mohorovičićev diskontinuitet” ili “MOHO”. Ovo otkriće predstavlja jedno od najznačajnijih otkrića korišćenjem geofizičkih metoda. 
       Mohorovičićev diskontinuitet predstavlja granicu između Zemljine kore i mantla. Dubina mu varira od 5-10 km ispod okeana do 70 km ispod najviših planina. Prosečna dubina mu je oko 33 km. 
       Kasnije je primećeno da to nije jedina površina u dubini Zemlje na kojoj dolazi do prelamanja talasa. Par godina kasnije (1913), nemački geolog Beno Gutenberg, dolazi do dokaza o postojanju ješ jednog veoma jakog diskontinuitet na dubini od 2 900 km. Nazvan je “Gutenbergov diskontinuitet” i predstavlja granicu između mantla i jezgra.Ovo je najjači diskontinuitet. Na njemu dolazi do dramatične promene brzine talasa slično kao na prelazu između atmosfere i litosfere.

Primećeno je da kroz jezgro ne prolaze s-talasi, što je navelo na zaključak da je jezgro u tečnom stanju [jer s-talasi ne prolaze kroz tečnosti]. P-talasi za razliku od s-talasa prolaze i kroz tečnosti. Oni prolaze kroz jezgro i stižu do suprotnog kraja Zemlje, stvarajući zonu pojavljivanja i zonu senki. Ova pojava je tumačena kao rezultat difrakcije seizmičkih talasa pri prolasku kroz jezgro.

Danska geofizičarka Inge Lehmann 1936. godine postavlja hipotezu po kojoj način pojavljivanja p-talasa na suprotnom delu Zemlje ne predstavlja samo rezultat difrakcije, već ukazuje i na postojanje još jednog diskontinuiteta u dubini jezgra. Proučavajući podatke zemljotresa koji je 1929. godine pogodio Novi Zeland, ona izvodi zaključak da jezgro mora biti izgrađeno iz dva dela: čvrstog unutrašnjeg i tečnog spoljašnjeg. U to vreme nije bilo moguće dokazati ovu hipotezu. Njena hipoteza je dokazana tek 1970. godine pomoću mnogo savremenijih uređaja od onih što su postojali 1936. godine. Inge Lehmann je tada imala 82 godine. Umrla je 1993. godine u 105-oj godini.

Pedesetih godina dvadesetog veka, radeći na matematičkom modelu kretanja seizmičkih talasa kroz Zemlju, novozelandski naučnik Keith Edward Bollen, dolazi do zanimljivog otkrića: na samom dnu mantla, postoji jedan sloj na kojem se dešava drastična promena u brzini kretanja talasa. Taj sloj je nazvao D" (D prime), i prosečno je debljine oko 200 km. D" predstavlja najdublji deo mantla.
      [ Bollen je tridesetih godina 20-og veka učestvovao u reviziji tabela brzine prostiranja seizmičkih talasa sa Harold Jeffreys-om. Naime, već tada je bilo poznato da standardne brzine često drastično odstupaju od stvarnih brzina (ponekad čak i po 20 sekundi). Analizirajući greške, oni su otkrili da su greške proizvod više faktora, među kojima je i zanemarivanje činjenice da Zemlja nije sfera, već geoid. Pokazalo se da ova aproksimacija, može da uzrokuje grešku i do jedne sekunde. Od tada se proračuni vrše za svaku geografsku širinu posebno.]

        Radi opipljivije predstave šta diskontinuiteti zaista predstavljaju, bilo je planova da se bušotinom dođe do MOHO diskontinuiteta. Moho je pogodan jer se na nekim delovima nalazi na dubini koju je moguće dosrgnuti današnjom tehnikom. Na predlog člana NASA-e, Walter Munk-a, 1958. godine, započet je projekat pod nazivom "Mohole", koji je imao za cilj upravo dosezanje MOHO diskontinuiteta ispod dna okeana. Projekat je trebalo da ima 3 faze. U prvoj fazi trebalo je izvršiti probna bušenja u uslovima velike dubine mora. Ova bušenja su izvršena sa broda nedaleko od obale ostrva Guadalupe u Meksiku. Dubina mora bila je 3,5 km, a dubina bušotine bila je 183m. To je bilo prvo bušenje na tako velikoj dubini mora, i to je praktično jedino što se i postiglo ovim projektom. Projekat "Mohole" je prekinut 1966. godine usled nedostatka sredstava i loše organizacije. Posle neuspeha Mohole projekta bilo je i drugih pokušaja da se dospe do Moho diskontinuiteta ali bezuspesno. Najnoviji je japanski pokušaj, nazvan "Chikyu Hakken", započet 2002. godine.

Nastaviće se...

 

LITERATURA

 

LINKOVI

1. JAMSTEC
2. THE NATIONAL ACADEMIES

 

Share this



C O M M E N T S :

geologija © 2006 - 2010.