จึงสามารถมองเห็นสัญญาณของการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้โดยดูที่การสั่นสะเทือนที่เกิดจากแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ การเปลี่ยนแปลงครั้งสุดท้ายนั้นทําเครื่องหมายจุดสิ้นสุดของเสื้อคลุมด้านบนและจุดเริ่มต้นของเสื้อคลุมล่าง สิ่งที่สําคัญเกี่ยวกับขั้นตอนแร่เหล่านี้ไม่ใช่ชื่อของพวกเขา แต่แต่ละคนมีพฤติกรรมที่แตกต่างกัน มันคล้ายกับกราไฟท์และเพชรเบิร์นลีย์กล่าวว่า ทั้งสองทําจากคาร์บอน แต่ในการจัดเรียงที่แตกต่างกัน กราไฟท์เป็นรูปแบบที่มีความเสถียรที่พื้นผิวโลกในขณะที่เพชรเป็นรูปแบบที่มีเสถียรภาพลึกในเสื้อคลุม และทั้งสองอย่างมีพฤติกรรมแตกต่างกันมาก: กราไฟท์นุ่มสีเทาและลื่นในขณะที่เพชรมีความแข็งและชัดเจนมาก เมื่อโอลิวีนเปลี่ยนเป็นวลีความดันที่สูงขึ้นมัน
มีแนวโน้มที่จะโค้งงอและมีโอกาสน้อยที่จะแตกหักในลักษณะที่ทําให้เกิดแผ่นดินไหว
นักธรณีวิทยารู้สึกงวยกับแผ่นดินไหวในเสื้อคลุมตอนบนจนถึงทศวรรษที่ 1980 และยังคงไม่เห็นด้วยกับสาเหตุที่เกิดขึ้นที่นั่น เบิร์นลีย์และที่ปรึกษาปริญญาเอกของเธอแฮร์รี่กรีนนักแร่เป็นคนที่จะหาคําอธิบายที่เป็นไปได้ ในการทดลองในช่วงทศวรรษที่ 1980 ทั้งคู่พบว่าขั้นตอนแร่โอลิวีนไม่เรียบร้อยและสะอาด ในบางเงื่อนไข, ตัวอย่างเช่น, โอลิวีนสามารถข้ามเฟส wadsleyite และตรงไปยังริงวูดไรต์. และเมื่อเปลี่ยนจากโอลิวีนเป็นริงวูดไรต์ ภายใต้แรงกดดันที่เพียงพอ แร่อาจแตกหักได้จริงแทนที่จะดัด
”ถ้าไม่มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในตัวแบบของผม มันจะไม่พัง” เบิร์นลี่ย์ กล่าว “แต่นาทีที่ผมได้เปลี่ยนแปลงเกิดขึ้น และผมก็บีบมันในเวลาเดียวกัน มันจะแตก”เบิร์นลีย์แอนด์กรีน รายงานการค้นพบของพวกเขาในปี 1989 (เปิดในแท็บใหม่) ในวารสาร Nature ชี้ให้เห็นว่าแรงกดดันนี้ในเขตเปลี่ยนผ่านสามารถอธิบายแผ่นดินไหวได้ต่ํากว่า 249 ไมล์ Much of Earth’s mantle is made up of the mineral olivine.เสื้อคลุมส่วนใหญ่ของโลกประกอบด้วยโอลิวีนแร่ (เครดิตภาพ: underworld111/เก็ตตี้อิมเมจ)
(เปิดในแท็บใหม่)ลึกลงไปอีก
อย่างไรก็ตามแผ่นดินไหวโบนินใหม่นั้นลึกกว่าเขตเปลี่ยนผ่านนี้ ที่ 467 ไมล์ลง, มันมีต้นกําเนิดในจุดที่ควรจะเป็นสี่เหลี่ยมในเสื้อคลุมล่าง.ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งคือขอบเขตระหว่างเสื้อคลุมบนและล่างนั้นไม่ได้อยู่ที่นักแผ่นดินไหวคาดหวังว่ามันจะอยู่ในภูมิภาคโบนินไฮดี้ฮุสตันนักธรณีฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการทํางาน พื้นที่นอกเกาะโบนินเป็นเขตย่อยที่มีแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรกําลังดําน้ําอยู่ใต้แผ่นเปลือกโลกแบบคอนติเนนตัล เรื่องแบบนี้มันน่าจะมีฤทธิ์แปรปรวน
”มันเป็นสถานที่ที่ซับซ้อนเราไม่รู้ว่าขอบเขตระหว่างเสื้อคลุมบนและล่างนี้อยู่ที่ไหน” ฮุสตันบอกกับ Live Science
ผู้เขียนกระดาษยืนยันว่าแผ่นเปลือกโลกที่ย่อยสลายอาจตกลงบนเสื้อคลุมล่างอย่างแน่นหนาพอที่จะวางหินที่นั่นภายใต้ความเครียดจํานวนมากสร้างความร้อนและแรงกดดันเพียงพอที่จะทําให้เกิดการแตกหักที่ผิดปกติมาก อย่างไรก็ตามเบิร์นลีย์สงสัยว่าคําอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดเกี่ยวข้องกับแร่ธาตุที่มีพฤติกรรมไม่ดีหรืออย่างน้อยก็แปลก เปลือกโลกแบบคอนติเนนตัลที่พุ่งเข้าหาศูนย์กลางของโลกนั้นเย็นกว่าวัสดุโดยรอบมากเธอกล่าวและนั่นหมายความว่าแร่ธาตุในพื้นที่อาจไม่อบอุ่นพอที่จะทําการเปลี่ยนแปลงเฟสที่พวกเขาควรจะได้รับแรงกดดันที่กําหนด
อีกครั้งเพชรและกราไฟท์เป็นตัวอย่างที่ดีเบิร์นลีย์กล่าวว่า เพชรไม่เสถียรที่พื้นผิวโลก ซึ่งหมายความว่ามันจะไม่ก่อตัวขึ้นเอง แต่จะไม่เสื่อมสภาพเป็นกราไฟท์เมื่อคุณติดมันไว้ในแหวนหมั้น นั่นเป็นเพราะมีพลังงานจํานวนหนึ่ง อะตอมของคาร์บอนต้องจัดเรียงใหม่ และที่อุณหภูมิพื้นผิวโลก พลังงานนั้นไม่มีอยู่ (เว้นแต่จะมีคนตบเพชรด้วยเลเซอร์เอ็กซเรย์)
สิ่งที่คล้ายกันอาจเกิดขึ้นที่ความลึกกับโอลิวีนเบิร์นลีย์กล่าวว่า แร่อาจอยู่ภายใต้แรงกดดันเพียงพอที่จะเปลี่ยนเป็นเฟสที่ไม่เปราะ แต่ถ้ามันเย็นเกินไป – พูดเพราะแผ่นเปลือกโลกแบบคอนติเนนตัลที่หนาวเย็นขนาดยักษ์รอบ ๆ มันอาจยังคงเป็นโอลิวีน สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ว่าทําไมแผ่นดินไหวจึงเกิดขึ้นในเปลือกโลกที่ต่ํากว่า: มันเป็นเพียงไม่ร้อนลงไปที่นั่นอย่างที่นักวิทยาศาสตร์คาดหวัง
”ความคิดทั่วไปของผมคือถ้าวัสดุเย็นพอที่จะสร้างความเครียดเพียงพอที่จะปล่อยมันออกมาอย่างกะทันหันในแผ่นดินไหวมันก็เย็นพอสําหรับโอลิวีนที่จะติดอยู่ในโครงสร้างโอลิวีน” เบิร์นลีย์กล่าว
ไม่ว่าสาเหตุของแผ่นดินไหวจะเป็นอย่างไรก็ไม่น่าจะทําซ้ําบ่อยนักฮุสตันกล่าว เพียงประมาณครึ่งหนึ่งของเขตย่อยทั่วโลกยังประสบกับแผ่นดินไหวลึกและชนิดของแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ที่นําหน้านี้ลึกเป็นพิเศษหนึ่งเกิดขึ้นทุกสองถึงห้าปีโดยเฉลี่ย
”นี่เป็นเหตุการณ์ที่หาได้ยากมาก”
ตีพิมพ์ครั้งแรกในวิทยาศาสตร์สด
สเตฟานี ปัปปาส
