Moho -temperatur på djup varierande från 20 till 50 km. Upphovsman:Colorado State University
Allt på jordens yta vilar på massiva tektoniska plattor som liknar en gelésmörgås, med två styva bitar - den övre skorpan och den övre manteln - som omsluter ett klibbigt mellanlager av mycket heta stenar, som är den nedre skorpan. Plattorna rör sig så långsamt runt jorden över ett djupare hett lager som kallas Astenosfären.
Temperatur spelar en grundläggande roll för att bestämma styrkan, tjocklek, och flytkraft i den nedre skorpan. Ett forskargrupp som leds av Colorado State University har kartlagt temperaturen och viskositeten för den nedre skorpan för första gången och funnit att, under stora delar av västra USA, skiktet är tillräckligt varmt för att vara nära sin initiala smältpunkt och, därför, ganska rinnande.
Denna nya forskning visar att betydande regioner i den nedre skorpan har liten styrka, och att under flera miljoner år, kan leda till att många berg i västra USA plattas ut.
"Att ha en karta över temperaturen ger oss en förståelse för hur stark plattan är, "sade Derek Schutt, docent i CSU:s institution för geovetenskap. "Det vi fann är att det finns platser där skorpan inte är tillräckligt stark för att hålla topografin."
Tänk dig tre skivor Silly Putty, två frysta bitar som ligger på toppen och botten av en som är rumstemperatur. När du trycker på det översta lagret, den varma Silly Putty kommer att pressas platt. Liknande mekanik arbetar i jordskorpan.
"Berg bildas av krafter som driver saker runt, och svaga områden kollapsar, "enligt Schutt.
Utanför styrkor kan eventuellt pressa på skorpan och den kraften kan överföras djupt inåt landet, som kallas orogen float, han sa. Den nya studien antyder att denna process kan inträffa oftare än man tidigare trott.
"Det kan få berg att bildas på ett stort avstånd från där du pressar på saker, "Sade Schutt." Eftersom den nedre skorpan är rörlig, kraft kan överföras över ett stort avstånd. "
Forskare tänker i allmänhet på tektoniska plattor, eller litosfär, som består av skorpan och en kall översta mantel. Men i denna nya analys, laget såg något som liknade kullager som glider mellan skorpan och manteln. Även om det inte är oväntat, denna studie kunde kartlägga omfattningen av de områden som liknar kullager.
"Kullagren" håller vad som händer i manteln åtskilt från det som händer i skorpan, sa Schutt.
Forskare beräknade temperaturer i botten av skorpan, som varierar i tjocklek, genom att mäta hastigheten på seismiska vågor som rör sig nära gränsytan mellan den nedre skorpan och den översta manteln.
I västra USA, skorpen är mycket varm, vilket är det som gör det så svagt.
"Vi vet i allmänhet att den nedre skorpan i västra USA verkar het, "sade Schutt." Men det här är första gången vi verkligen har kunnat tillskriva en temperatur till en specifik plats. "
Resultaten, han sa, är inte för överraskande. Men forskningen kan leda till mer insikt om varför det finns berg och, mer specifikt, varför de finns på platser där temperaturen i den nedre skorpan är så hög.
Schutt och forskargruppen kommer att fortsätta att utforska orsakerna till variationer i tektonisk plattstyrka som en del av ett pågående projekt mellan Colorado State University, Utah State University, och Scripps Institution of Oceanography vid University of California, San Diego. Denna forskning finansieras av National Science Foundation's Earthscope Program.