Granicę skorupy i płaszcza odkryto bez wiercenia
Granica między skorupą a płaszczem, zwana nieciągłością Mohorovičicia lub po prostu Moho, została rozpoznana dzięki trzęsieniu ziemi, a nie dzięki odwiertowi. Andrija Mohorovičić zauważył w 1909 roku, że pewne fale sejsmiczne docierały do stacji wcześniej, niż powinny, gdyby cała ich droga prowadziła przez jednolitą skorupę. Wyjaśnieniem była głębsza warstwa, w której fale poruszają się szybciej i po odpowiednim załamaniu mogą „wyprzedzić” fale biegnące krótszą drogą. W ten sposób niewidzialna granica została wykryta z powierzchni.
Dłuższa droga może dać wcześniejsze przybycie
To brzmi paradoksalnie: fala, która schodzi głębiej i przebywa dłuższą drogę, może dotrzeć do stacji przed falą biegnącą płycej. Jest to możliwe, jeśli w głębszej warstwie porusza się odpowiednio szybciej. Mohorovičić, analizując zapisy trzęsienia w rejonie dzisiejszej Chorwacji, zauważył różne grupy przyjść fal. Najlepszym wyjaśnieniem była granica, poniżej której prędkość fal P gwałtownie rośnie. Załamane fale spędzające część drogi w szybszym ośrodku mogły dzięki temu wyprzedzić fale pozostające w skorupie.
Moho jest granicą sejsmiczną
Dzisiaj Moho definiuje się przede wszystkim przez zmianę prędkości fal sejsmicznych pomiędzy skorupą a górnym płaszczem. W większości miejsc wiąże się to ze zmianą rodzaju skał: typowe skały skorupy ustępują bogatszym w oliwin skałom płaszcza. Ważne jest jednak, że Moho nie jest fizyczną szczeliną ani pustką. To strefa zmiany właściwości materiału. Pod oceanami znajduje się znacznie płycej niż pod kontynentami, a pod dużymi pasmami górskimi może schodzić szczególnie głęboko.
Dlaczego wiercenie nie było potrzebne
Aby znaleźć granicę warstw, nie trzeba jej dotknąć, jeśli przechodząca przez nią fala zmienia się w mierzalny sposób. Tę samą zasadę stosuje się obecnie w wielu metodach geofizycznych. Sejsmolodzy wykorzystują naturalne trzęsienia, a w badaniach skorupy również kontrolowane źródła drgań. Mierząc czasy przyjścia wielu fal, można wyznaczyć głębokość i kształt Moho pod badanym obszarem. Granica znana z podręcznikowego przekroju Ziemi jest więc w praktyce wynikiem tysięcy pomiarów czasu i prędkości, a nie bezpośredniej obserwacji.
Najbardziej niezwykłe: nadal prawie jej nie dotknęliśmy
Mimo ponad wieku wiedzy o Moho człowiek nie przewiercił się przez skorupę kontynentalną aż do płaszcza. Najgłębsze odwierty zakończyły się znacznie wcześniej. W oceanie skorupa jest cieńsza, dlatego wielokrotnie proponowano projekty wiercenia do Moho od strony dna oceanicznego, ale trudności techniczne i koszty są ogromne. Granica jest więc przykładem obiektu geologicznego, który potrafimy mapować na dużych obszarach, chociaż bezpośredni dostęp do niego pozostaje wyjątkowo trudny.
Moho nie leży wszędzie na tej samej głębokości
Granica Mohorovičicia nie tworzy idealnej sferycznej powłoki. Pod typowym dnem oceanicznym skorupa ma zaledwie kilka kilometrów grubości, więc Moho jest stosunkowo płytko. Pod kontynentami znajduje się zwykle dziesiątki kilometrów pod powierzchnią, a pod wielkimi pasmami górskimi może leżeć jeszcze głębiej. Sejsmolodzy wykorzystują właśnie te zmiany do mapowania grubości skorupy. W efekcie Moho staje się nie tylko podręcznikową granicą warstw, ale także narzędziem do badania korzeni gór, historii kontynentów i różnic między litosferą oceaniczną a kontynentalną.
Próba dotarcia do Moho stała się wielkim projektem naukowym
Po odkryciu granicy pojawiła się ambicja, by pobrać próbki materiału tuż poniżej niej. W latach 60. amerykański Project Mohole zakładał wiercenie przez cienką skorupę oceaniczną, ponieważ pod oceanem droga do płaszcza jest krótsza niż na lądzie. Projekt nie doprowadził do przewiercenia skorupy, ale rozwinął techniki głębokiego wiercenia morskiego. Sam pomysł dobrze pokazuje paradoks geologii: potrafiliśmy wyznaczyć położenie Moho na ogromnych obszarach długo przed tym, zanim technologia umożliwiła choćby realne myślenie o bezpośrednim dotarciu do tej granicy.