Mis on Gutenbergi katkestus?

Maapõue all elab arvukalt võimsaid jõude, mis võivad vallandada maavärinaid, tekitada vääriskive ja vulkaanide kaudu pinna kohal laava. Paljud teadlased on teinud palju tööd, et avastada Maa struktuur ja tingimused pinna all kuni planeedi südamikuni. 1913. aastal aitas teadlane Beno Gutenberg teadusringkondadele kaasa murrangulise avastusega Maa sisekihtide kohta.

Maa kivine väliskiht, millel loomad kõnnivad, on tuntud kui maakoor või pind ja see kiht ulatub umbes 25 miili alla. Otse koore all on ülemine mantel, mis on jäik kiht, mis koosneb peamiselt hapnikust, magneesiumist, räni, rauast, kaltsiumist ja alumiiniumist. Ülemise mantli all on alumine mantel, milles temperatuurid muutuvad oluliselt kuumemaks. Mantlakihid sisaldavad suurema osa Maa massist ja ulatuvad maapõuest allapoole umbes 1700 miili. Mantli all on äärmiselt kuum raud-nikkel südamik, mis asub umbes 1800 miili all Maa pindala on 2100 miili raadiuses ja see on jagatud kaheks osaks: välimine südamik ja sisemine tuum.

Beno Gutenberg (1889-1960) oli teadlane ja seismoloog, kes uuris Maa sisemisi kihte. Seismilisi laineid põhjustavad tavaliselt plahvatused või maavärinad maa all, kuid 1913. aastal täheldas Gutenberg, et teatud sügavusel Maa pinna all aeglustusid primaarsed lained dramaatiliselt ja sekundaarsed lained peatusid täielikult. Ehkki sekundaarsed lained võivad kergesti läbi tahke materjali levida, ei saa sellised lained vedeliku kaudu edasi liikuda. Seega järeldas Gutenberg - õigesti -, et konkreetsel sügavusel, kus sekundaarsed lained kaovad, peab olema umbes 1800 miili pinna all vedelikku.

Kuna seismilised lained muutsid oma aktiivsust ja sekundaarsed lained kadusid täielikult umbes 18000 miili sügavusel maapinnast, Gutenberg avastas esimesena, et selle sügavusmärgi kohal peab Maa sisemus olema kindel, samas kui selle märgi all peab sisemus olema vedel. Seega lõi Gutenberg täpse piirjoone - või katkendlikkuse -, mis eraldab ja jagab alumise mantli välisest südamikust. Alumine mantel Gutenbergi joone kohal on tahke, kuid joone all olev välimine südamik on vedel sula. Tegelik katkestusala on ebaühtlane ja kitsas tsoon, mis sisaldab lainetusi kuni 3-5 miili laiuselt. Piiritsooni all on sulanud välimine südamik raskuse tagajärjel palju tihedam kui ülaltoodud mantel selles sisalduva rauakoguse ja selle kihi all on sisemine südamik, mis koosneb ülikuumast tahkest niklist ja rauda.

Kuigi mantli ja südamiku vahelist Gutenbergi katkestuspiiri mõõdetakse umbes 1800 miili kaugusel Maa pinnast, ei jää see joon konstantseks. Planeedi siseruumides hajub pidevalt ja järk-järgult tugev kuumus, mis sunnib Maa sula südamikku aeglaselt tahkuma ja kahanema. Seega põhjustab tuuma kahanemine Gutenbergi piiri järk-järgult üha sügavamale vajumist Maa pinna alla.