Naš planet je sestavljen iz treh glavnih delov (geosfer). Jedro se nahaja v središču, nad njim se razteza gost in viskozen plašč, precej tanka skorja pa je najvišja plast Zemljinega trdnega telesa. Meja med skorjo in plaščem se imenuje Mohorovičeva površina. Globina njegovega pojavljanja v različnih regijah ni enaka: pod celinsko skorjo lahko doseže 70 km, pod oceansko - le približno 10. Kaj je ta meja, kaj vemo o njej in česa ne vemo, ampak lahko domnevamo?
Začnimo z zgodovino težave.
Odprtje
Začetek 20. stoletja je zaznamoval razvoj znanstvene seizmologije. Niz močnih potresov, ki so imeli uničujoče posledice, je prispeval k sistematičnemu preučevanju tega izjemnega naravnega pojava. Začelo se je katalogiziranje in kartiranje virov instrumentalno zabeleženih potresov, aktivno pa so se začele preučevati značilnosti potresnih valov. Hitrost njihovega širjenja je odvisna od gostote in elastičnostiokolje, ki omogoča pridobivanje informacij o lastnostih kamnin v nedrih planeta.
Odprtja niso čakala dolgo. Leta 1909 je jugoslovanski (hrvaški) geofizik Andrija Mohorovichic obdelal podatke o potresu na Hrvaškem. Ugotovljeno je bilo, da seizmogrami takšnih plitvih potresov, pridobljeni na postajah, oddaljenih od epicentra, prenašajo dva (ali celo več) signala enega potresa - neposreden in lomljen. Slednje je pričalo o nenadnem (s 6,7-7,4 na 7,9-8,2 km/s za vzdolžne valove) povečanju hitrosti. Znanstvenik je ta pojav povezal s prisotnostjo določene meje, ki ločuje plasti podzemlja z različnimi gostotami: globlje plašč, ki vsebuje goste kamnine, in skorja - zgornjo plast, sestavljeno iz lažjih kamnin.
V čast odkritelju je bil vmesnik med skorjo in plaščem poimenovan po njem in je že več kot sto let znan kot Mohorovichova (ali preprosto Mohova) meja.
Gostota kamnin, ki jih ločuje Moho, se prav tako nenadoma spremeni - z 2,8-2,9 na 3,2-3,3 g/cm3. Ni dvoma, da te razlike kažejo na različne kemične sestave.
Vendar poskusi priti neposredno na dno zemeljske skorje do zdaj niso uspeli.
Projekt Mohole - Začetek čez ocean
Prvi poskus, da bi dosegli plašč, so ZDA naredile v letih 1961-1966. Projekt je dobil ime Mohole - iz besed Moho in luknja "luknja, luknja". Cilj naj bi dosegel z vrtanjem oceanskega dna,izdelano iz testne plavajoče platforme.
Projekt je zašel v resne težave, sredstva so bila preveč porabljena, po zaključku prve faze del pa je bil Mohol zaprt. Rezultati poskusa: izvrtanih je bilo pet vrtin, pridobljeni so bili vzorci kamnin iz baz altne plasti oceanske skorje. V dno smo lahko izvrtali na 183 m.
Kola Superdeep – vrtajte se po celini
Do danes njen rekord ni podrt. Najgloblja raziskovalna in najgloblja vertikalna vrtina je bila položena leta 1970, dela na njej so potekala občasno do leta 1991. Projekt je imel veliko znanstvenih in tehničnih nalog, nekatere so bile uspešno rešene, izkopani so bili edinstveni vzorci kamnin celinske skorje (skupna dolžina jeder je bila več kot 4 km). Poleg tega so bili med vrtanjem pridobljeni številni novi nepričakovani podatki.
Razjasnitev narave Moho in določitev sestave zgornjih plasti plašča sta bili med nalogami Kola Superdeep, vendar vodnjak ni dosegel plašča. Vrtanje se je ustavilo na globini 12.262 m in se ni nadaljevalo.
Sodobni projekti so še vedno čez ocean
Kljub dodatnim izzivom globokomorskih vrtanja, trenutni programi načrtujejo, da bodo dosegli mejo Moho skozi oceansko dno, saj je zemeljska skorja tukaj veliko tanjša.
Trenutno nobena država ne more izvesti tako obsežnega projekta, kot je ultragloboko vrtanje, da bi sama dosegla streho plašča. Od leta 2013 v okviru mednarodnega programaIODP (International Ocean Discovery Program: Exploring the Earth Under the Sea) izvaja projekt Mohole to Mantle. Med njegovimi znanstvenimi cilji je pridobivanje vzorcev snovi plašča z vrtanjem ultra globoke vrtine v Tihem oceanu. Glavno orodje v tem projektu je japonska vrtalna ladja "Tikyu" - "Zemlja", ki lahko zagotovi globino vrtanja do 10 km.
Lahko samo čakamo, in če bo šlo vse po sreči, bo znanost leta 2020 končno imela kos plašča izkopana iz samega plašča.
Daljinsko zaznavanje bo razjasnilo lastnosti Mohorovičićeve meje
Ker je še vedno nemogoče neposredno preučevati podzemlje v globinah, ki ustrezajo pojavljanju odseka skorja-plašč, ideje o njih temeljijo na podatkih, pridobljenih z geofizikalnimi in geokemijskimi metodami. Geofizika omogoča raziskovalcem globoko potresno sondiranje, globoko magnetotelursko sondiranje, gravimetrične študije. Geokemične metode omogočajo preučevanje drobcev plaščnih kamnin – ksenolitov, ki so pripeljani na površje, in kamnin, ki so med različnimi procesi vdrli v zemeljsko skorjo.
Torej je bilo ugotovljeno, da Mohorovichičeva meja ločuje dva medija z različno gostoto in električno prevodnostjo. Splošno sprejeto je, da ta lastnost odraža kemično naravo Moho.
Nad vmesnikom so razmeroma lahke kamnine spodnje skorje, ki imajo glavnosestava (gabroidi), - ta plast se običajno imenuje "baz alt". Pod mejo so kamnine zgornjega plašča - ultramafični peridotiti in duniti, na nekaterih območjih pod celinami - eklogiti - globoko metamorfizirane mafične kamnine, morda relikti starodavnega oceanskega dna, vnesene v plašč. Obstaja hipoteza, da je na takih mestih Moho meja faznega prehoda snovi enake kemične sestave.
Zanimiv Moho je, da je oblika meje povezana z reliefom zemeljskega površja, ki ga zrcali: pod depresijami je meja dvignjena, pod gorskimi verigami pa globlje upogibana. Posledično se tukaj uresniči izostatično ravnovesje skorje, kot da je potopljena v zgornji plašč (za jasnost se spomnimo ledene gore, ki plava v vodi). Za ta sklep »glasuje« tudi zemeljska gravitacija: Mohorovichičeva meja je zdaj globalno poglobljena zaradi rezultatov opazovanja gravitacije z evropskega satelita GOCE.
Zdaj je znano, da je meja gibljiva, lahko se celo poruši med večjimi tektonskimi procesi. Pri določeni ravni tlaka in temperature se ponovno tvori, kar kaže na stabilnost tega pojava zemeljske notranjosti.
Zakaj je to potrebno
Zanimanje znanstvenikov za Moho ni naključno. Poleg velikega pomena za temeljno znanost je zelo pomembno razjasniti to vprašanje za uporabna področja znanja, kot so nevarni naravni procesi geološke narave. Interakcija snovi na obeh straneh odseka skorja-plašček, kompleksno življenje samega plašča imajo odločilen vpliv na vse, kar se dogaja na površini našega planeta - potrese, cunamiji, različne manifestacije vulkanizma. In bolje jih razumeti pomeni natančneje predvidevati.
