Planet kita terdiri dari tiga bagian utama (geosfer). Inti terletak di tengah, mantel padat dan kental memanjang di atasnya, dan kerak yang agak tipis adalah lapisan paling atas dari benda padat Bumi. Batas antara kerak dan mantel disebut permukaan Mohorovich. Kedalaman kemunculannya tidak sama di berbagai daerah: di bawah kerak benua dapat mencapai 70 km, di bawah samudera - hanya sekitar 10. Apa batas ini, apa yang kita ketahui tentangnya dan apa yang tidak kita ketahui, tetapi kita bisa berasumsi?
Mari kita mulai dengan sejarah masalah ini.
Pembukaan
Awal abad ke-20 ditandai dengan perkembangan ilmu seismologi. Serangkaian gempa bumi kuat yang memiliki konsekuensi menghancurkan berkontribusi pada studi sistematis tentang fenomena alam yang hebat ini. Pengkatalogan dan pemetaan sumber gempa yang direkam secara instrumental dimulai, dan fitur gelombang seismik mulai dipelajari secara aktif. Kecepatan propagasi mereka tergantung pada kepadatan dan elastisitaslingkungan, yang memungkinkan untuk memperoleh informasi tentang sifat-sifat batuan di perut planet ini.
Pembukaan tidak berlangsung lama. Pada tahun 1909, ahli geofisika Yugoslavia (Kroasia) Andrija Mohorovichic memproses data tentang gempa bumi di Kroasia. Ditemukan bahwa seismogram gempa dangkal seperti itu, yang diperoleh di stasiun yang jauh dari pusat gempa, membawa dua (atau bahkan lebih) sinyal dari satu gempa - langsung dan dibiaskan. Yang terakhir bersaksi tentang peningkatan kecepatan yang tiba-tiba (dari 6,7-7,4 menjadi 7,9-8,2 km/s untuk gelombang longitudinal). Ilmuwan mengaitkan fenomena ini dengan adanya batas tertentu yang memisahkan lapisan tanah di bawahnya dengan kepadatan berbeda: mantel terletak lebih dalam, mengandung batuan padat, dan kerak - lapisan atas, terdiri dari batuan yang lebih ringan.
Untuk menghormati penemunya, antarmuka antara kerak dan mantel dinamai menurut namanya dan telah dikenal sebagai batas Mohorovich (atau hanya Moho) selama lebih dari seratus tahun.
Kerapatan batuan yang dipisahkan oleh Moho juga berubah secara tiba-tiba - dari 2,8-2,9 menjadi 3,2-3,3 g/cm3. Ada sedikit keraguan bahwa perbedaan ini menunjukkan komposisi kimia yang berbeda.
Namun, upaya untuk langsung ke dasar kerak bumi sejauh ini gagal.
Proyek Mohole - Memulai Melintasi Laut
Upaya pertama untuk mencapai mantel dilakukan oleh AS pada tahun 1961-1966. Proyek itu diberi nama Mohole - dari kata Moho dan hole "hole, hole." Itu seharusnya untuk mencapai tujuan dengan mengebor dasar laut,dihasilkan dari platform uji terapung.
Proyek mengalami kesulitan serius, dana terlalu banyak, dan setelah penyelesaian tahap pertama pekerjaan, Mohol ditutup. Hasil percobaan: lima sumur dibor, sampel batuan diperoleh dari lapisan basal kerak samudera. Kami dapat mengebor ke dasar pada ketinggian 183 m.
Kola Superdeep – menelusuri benua
Sampai hari ini, rekornya belum terpecahkan. Penelitian terdalam dan sumur vertikal terdalam diletakkan pada tahun 1970, pengerjaannya dilakukan sebentar-sebentar hingga tahun 1991. Proyek ini memiliki banyak tugas ilmiah dan teknis, beberapa di antaranya berhasil diselesaikan, sampel unik batuan kerak benua ditambang (panjang total inti lebih dari 4 km). Selain itu, selama pengeboran, sejumlah data baru yang tidak terduga diperoleh.
Mengklarifikasi sifat Moho dan menetapkan komposisi lapisan atas mantel adalah salah satu tugas Kola Superdeep, tetapi sumurnya tidak mencapai mantel. Pengeboran berhenti di kedalaman 12.262 m dan belum dilanjutkan.
Proyek modern masih di seberang lautan
Meskipun ada tantangan tambahan dari pengeboran laut dalam, program saat ini berencana untuk mencapai batas Moho melalui dasar laut, karena kerak bumi jauh lebih tipis di sini.
Saat ini, tidak ada negara yang dapat melakukan proyek skala besar seperti pengeboran ultra-dalam untuk mencapai atap mantel sendiri. Sejak 2013 dalam kerangka Program InternasionalIODP (International Ocean Discovery Program: Exploring the Earth Under the Sea) sedang mengimplementasikan proyek Mohole to Mantle. Di antara tujuan ilmiahnya adalah mendapatkan sampel materi mantel dengan mengebor sumur ultra-dalam di Samudra Pasifik. Alat utama dalam proyek ini adalah kapal pengeboran Jepang "Tikyu" - "Bumi", yang mampu memberikan kedalaman pengeboran hingga 10 km.
Kita hanya bisa menunggu, dan jika semuanya berjalan dengan baik, pada tahun 2020 sains akhirnya akan mendapatkan sepotong mantel yang ditambang dari mantel itu sendiri.
Penginderaan jauh akan memperjelas sifat-sifat batas Mohorovicic
Karena masih tidak mungkin untuk secara langsung mempelajari lapisan tanah di kedalaman yang sesuai dengan kemunculan bagian mantel kerak, gagasan tentang mereka didasarkan pada data yang diperoleh dengan metode geofisika dan geokimia. Geofisika menyediakan peneliti dengan studi seismik yang dalam, terdengar magnetotellurik yang dalam, studi gravimetri. Metode geokimia memungkinkan untuk mempelajari fragmen batuan mantel - xenolit yang dibawa ke permukaan, dan batuan yang terintrusi ke dalam kerak bumi selama berbagai proses.
Jadi, telah ditetapkan bahwa batas Mohorovich memisahkan dua media dengan kerapatan dan konduktivitas listrik yang berbeda. Secara umum diterima bahwa fitur ini mencerminkan sifat kimiawi Moho.
Di atas antarmuka, ada batuan yang relatif ringan di kerak bawah, yang memiliki bagian utamakomposisi (gabbroids), - lapisan ini secara konvensional disebut "basal". Di bawah batas adalah batuan dari mantel atas - peridotit dan dunit ultrabasa, dan di beberapa daerah di bawah benua - eklogit - batuan mafik yang sangat bermetamorfosis, mungkin peninggalan dasar laut kuno, dibawa ke dalam mantel. Ada hipotesis bahwa di tempat-tempat seperti itu Moho adalah batas transisi fase zat dengan komposisi kimia yang sama.
Fitur yang menarik dari Moho adalah bahwa bentuk perbatasan terhubung dengan relief permukaan bumi, mencerminkannya: di bawah depresi, perbatasan dinaikkan, dan di bawah pegunungan itu melengkung lebih dalam. Akibatnya, keseimbangan isostatik kerak terwujud di sini, seolah-olah terbenam di mantel atas (untuk kejelasan, mari kita ingat gunung es yang mengambang di air). Gravitasi bumi juga "memberi suara" untuk kesimpulan ini: batas Mohorovich kini dipetakan secara global secara mendalam berkat hasil pengamatan gravitasi dari satelit GOCE Eropa.
Sekarang diketahui bahwa batas tersebut bersifat mobile, bahkan dapat runtuh selama proses tektonik besar. Pada tingkat tekanan dan suhu tertentu, ia terbentuk kembali, yang menunjukkan stabilitas fenomena interior bumi ini.
Mengapa dibutuhkan
Ketertarikan para ilmuwan pada Moho bukanlah suatu kebetulan. Selain sangat penting untuk ilmu dasar, sangat penting untuk mengklarifikasi masalah ini untuk bidang pengetahuan terapan, seperti proses alam yang berbahaya yang bersifat geologis. Interaksi materi di kedua sisi bagian kerak-mantel, kehidupan kompleks mantel itu sendiri, memiliki pengaruh yang menentukan pada segala sesuatu yang terjadi di permukaan planet kita - gempa bumi, tsunami, berbagai manifestasi vulkanisme. Dan memahaminya dengan lebih baik berarti memprediksi dengan lebih akurat.
