Naša planeta se sastoji od tri glavna dijela (geosfere). Jezgro se nalazi u centru, iznad njega se proteže gust i viskozan omotač, a prilično tanka kora je najviši sloj Zemljinog čvrstog tijela. Granica između kore i omotača naziva se Mohorovićeva površina. Dubina njegovog pojavljivanja nije ista u različitim regionima: ispod kontinentalne kore može doseći 70 km, ispod okeanske - samo oko 10. Šta je ovo granica, šta znamo o njoj, a šta ne znamo, ali možemo pretpostaviti?
Počnimo sa istorijom problema.
Otvaranje
Početak 20. stoljeća obilježen je razvojem naučne seizmologije. Niz snažnih potresa koji su imali razorne posljedice doprinijeli su sistematskom proučavanju ovog strašnog prirodnog fenomena. Započelo je katalogiziranje i mapiranje izvora instrumentalno zabilježenih potresa, a počele su se aktivno proučavati karakteristike seizmičkih valova. Brzina njihovog širenja ovisi o gustoći i elastičnostiokruženje, što omogućava dobijanje informacija o svojstvima stena u utrobi planete.
Otvaranja nisu dugo čekala. Godine 1909. jugoslovenski (hrvatski) geofizičar Andrija Mohorovichic obradio je podatke o potresu u Hrvatskoj. Utvrđeno je da seizmogrami takvih plitkih potresa, dobiveni na stanicama udaljenim od epicentra, nose dva (ili čak više) signala jednog potresa - direktni i lomljeni. Potonji je svjedočio o naglom (sa 6,7-7,4 na 7,9-8,2 km/s za longitudinalne valove) povećanju brzine. Naučnik je ovaj fenomen povezao sa prisustvom određene granice koja razdvaja slojeve podzemlja različite gustine: omotač koji se nalazi dublje, koji sadrži guste stene, i koru - gornji sloj, sastavljen od lakših stena.
U čast pronalazača, granica između kore i plašta je nazvana po njemu i poznata je kao Mohorovichikova (ili jednostavno Moho) granica više od stotinu godina.
Gustoća stena koje razdvaja Moho takođe se naglo menja - sa 2,8-2,9 na 3,2-3,3 g/cm3. Nema sumnje da ove razlike ukazuju na različite hemijske sastave.
Međutim, pokušaji da se dođe direktno do dna zemljine kore do sada su propali.
Projekat Mohole - Početak preko okeana
Prvi pokušaj da se dođe do plašta napravili su SAD 1961-1966. Projekat je nazvan Mohole - od riječi Moho i hole "rupa, rupa". Trebalo je postići cilj bušenjem okeanskog dna,proizvedeno od probne plutajuće platforme.
Projekat je naišao na ozbiljne poteškoće, sredstva su bila prekomjerna, a nakon završetka prve faze radova Mohol je zatvoren. Rezultati eksperimenta: izbušeno je pet bušotina, dobijeni su uzorci stijena iz baz altnog sloja okeanske kore. Uspjeli smo izbušiti dno na 183 m.
Kola Superdeep – bušite kroz kontinent
Do danas, njen rekord nije oboren. Najdublja istražna i najdublja vertikalna bušotina postavljena je 1970. godine, a radovi su se izvodili s prekidima do 1991. godine. Projekat je imao mnogo naučnih i tehničkih zadataka, neki od njih su uspešno rešeni, otkopani su jedinstveni uzorci stena kontinentalne kore (ukupna dužina jezgara bila je preko 4 km). Osim toga, tokom bušenja došlo se do niza novih neočekivanih podataka.
Rasjašnjavanje prirode Mohoa i utvrđivanje sastava gornjih slojeva plašta bili su među zadacima Kola Superdeep-a, ali bunar nije stigao do plašta. Bušenje je zaustavljeno na dubini od 12.262 m i nije nastavljeno.
Moderni projekti su još uvijek preko okeana
Uprkos dodatnim izazovima dubokog morskog bušenja, trenutni programi planiraju da dostignu Moho granicu kroz dno okeana, pošto je Zemljina kora ovdje mnogo tanja.
Trenutno, nijedna zemlja ne može sama izvesti tako veliki projekat kao što je ultra-duboko bušenje kako bi se dostigao krov plašta. Od 2013. godine u okviru Međunarodnog programaIODP (International Ocean Discovery Program: Exploring the Earth Under the Sea) implementira projekat Mohole to Mantle. Među njegovim naučnim ciljevima je dobijanje uzoraka materije plašta bušenjem ultra duboke bušotine u Tihom okeanu. Glavni alat u ovom projektu je japanski brod za bušenje "Tikyu" - "Zemlja", sposoban da obezbedi dubinu bušenja do 10 km.
Možemo samo da čekamo, i ako sve prođe kako treba, 2020. godine nauka će konačno imati komad plašta iskopan iz samog plašta.
Daljinska detekcija će razjasniti svojstva Mohorovičićeve granice
Pošto je još uvijek nemoguće direktno proučavati podzemlje na dubinama koje odgovaraju pojavi sekcije kora-plašt, ideje o njima zasnivaju se na podacima dobijenim geofizičkim i geohemijskim metodama. Geofizika pruža istraživačima duboko seizmičko sondiranje, duboko magnetotelursko sondiranje, gravimetrijska istraživanja. Geohemijske metode omogućavaju proučavanje fragmenata stena plašta - ksenolita koji su izneti na površinu, i stena uvučenih u zemljinu koru tokom različitih procesa.
Dakle, ustanovljeno je da Mohorovichičeva granica razdvaja dva medija različite gustine i električne provodljivosti. Općenito je prihvaćeno da ova karakteristika odražava hemijsku prirodu Mohoa.
Iznad sučelja nalaze se relativno lagane stijene donje kore, koje imaju glavnusastav (gabroidi), - ovaj sloj se konvencionalno naziva "baz alt". Ispod granice su stijene gornjeg omotača - ultramafični peridotiti i duniti, au nekim područjima ispod kontinenata - eklogiti - duboko metamorfizirane mafičke stijene, moguće relikti drevnog okeanskog dna, uneseni u plašt. Postoji hipoteza da je na takvim mjestima Moho granica faznog prijelaza tvari istog kemijskog sastava.
Zanimljiva karakteristika Mohoa je da je oblik granice povezan sa reljefom zemljine površine, preslikavajući ga: ispod udubljenja granica je podignuta, a ispod planinskih lanaca savija se dublje. Posljedično, ovdje se ostvaruje izostatska ravnoteža kore, kao da je uronjena u gornji plašt (radi jasnoće, prisjetimo se sante leda koja pluta u vodi). Zemljina gravitacija takođe "glasa" za ovaj zaključak: Mohorovichičeva granica je sada globalno mapirana u dubinu zahvaljujući rezultatima posmatranja gravitacije sa evropskog satelita GOCE.
Sada je poznato da je granica pokretna, može se čak i urušiti tokom velikih tektonskih procesa. Na određenom nivou pritiska i temperature on se ponovo formira, što ukazuje na stabilnost ovog fenomena unutrašnjosti zemlje.
Zašto je to potrebno
Interesovanje naučnika za Mohoa nije slučajno. Pored velikog značaja za fundamentalnu nauku, veoma je važno da se ovo pitanje razjasni za primenjene oblasti znanja, kao što su opasni prirodni procesi geološke prirode. Interakcija materije sa obe strane preseka kora-plašt, složeni život samog plašta, imaju odlučujući uticaj na sve što se dešava na površini naše planete – zemljotrese, cunamije, razne manifestacije vulkanizma. A bolje ih razumjeti znači preciznije predviđati.
