دانشمندان شش ساختار مرموز در اعماق زمین کشف کردند؛ این پدیده ها چگونه شناسایی شدند؟ - مجله حرفه ای ترکیه

کشف این ساختارهای ناشناخته در مرز میان هسته و گوشته زمین اتفاق افتاده است؛ جایی که تبادل حرارتی عظیمی جریان دارد. کره زمین از سه بخش اصلی پوسته سطحی، گوشته ضخیم نیمه جامد و هسته مذاب و چگال تشکیل شده است. هر تحول کوچک در این مرز ناپیدا می تواند امواج سهمگین لرزه ای را بازتاب دهد یا مسیر حرکت آن ها را دچار انحراف کند.

محدودیت های بشر در دسترسی فیزیکی به لایه های زمین

دسترسی مستقیم به لایه های عمیق زمین ناممکن است و عمیق ترین حفاری تاریخ بشر یعنی چاه فوق عمیق کولا (Kola Superdeep Borehole) در دوران جنگ سرد، تنها به عمق 12263 متر رسید. این رقم در مقایسه با گودال ماریانا (Mariana Trench) که حدود 11 کیلومتر عمق دارد، رکوردی استثنایی به شمار می آید؛ اما همین حفاری طاقت فرسا پس از دو دهه کوشش، تنها به یک سوم ضخامت پوسته زمین نفوذ کرد. دانشمندان برای رفتن به اعماق بیشتر، چاره ای جز تکیه بر روش های فیزیکی غیرمستقیم نداشتند.

امواج لرزه ای و پردازش داده ها با یادگیری ماشین

پژوهشگران چینی برای کاوش مرز میان هسته و گوشته در عمق 2900 کیلومتری، به آنالیز نوع ویژه ای از امواج زلزله به نام پیش نشانگرهای پی کی پی (PKP precursors) روی آوردند. این امواج وقتی به توده ها یا ناهمگنی های ناشناخته در بالای هسته برخورد می نمایند، دچار پراکندگی و تغییر زاویه می شوند. از همین رو، این امواج ابزاری کارآمد برای تصویربرداری از ساختار مرموز در اعماق زمین هستند.

تشخیص این امواج ضعیف در میان انبوهی از اختلالات لرزه نگاری کاری سخت بود. تیم پژوهشی با بهره گیری از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، بیش از دو میلیون داده ثبت شده از زمین لرزه های 35 سال گذشته را تحلیل کرد. این پردازش سنگین حدود 175 هزار سیگنال شفاف استخراج کرد که ده برابر مجموع تمام نمونه های کشف شده در تحقیقات پیشین است.

آنالیز این امواج نشان داد که ناهمگنی های اعماق زمین تکه هایی جداافتاده نیستند، بلکه نوارهایی پیوسته را شکل داده اند. علاوه بر آن، شش منطقه بزرگ شناسایی شد که امواج لرزه ای را با شدت زیادی منحرف می کردند. این نقاط اکنون به اهداف اصلی پژوهش های ژئوفیزیک برای درک فرآیندهای درون سیاره و پیش بینی دقیق تر آتشفشان ها و زلزله ها تبدیل شده اند.

نقش توده های ناشناخته بر مغناطیس و تعادل گرمایی سیاره

شناخت این ساختار مرموز در اعماق زمین می تواند حقایق مهم تری را درباره میدان مغناطیسی سیاره آشکار کند. مرز گوشته و هسته مانند یک عایق حرارتی ناهموار عمل می نماید که جریان هم رفت فلزات مذاب هسته را پیش می برد. وجود این ساختارهای متراکم باعث می گردد انتقال گرما در بعضی نقاط سریع تر و در بخش های دیگر کندتر باشد که همین دگرگونی، چرخش دینام درونی زمین را تحت تاثیر قرار می دهد.

منبع: JGR Solid Earth

پیشنهاد اختصاصی سردبیر (علیرضا مجیدی)

این مقاله مجذوب کننده و جالب بود؟! پس برای خواندن این نوشته های مرتبط کلیک کنید:

• پژوهش نو نشان می دهد داروهای GLP-1 یا همان آمپول های لاغری، ممکن است خطر ریزش مو را در بعضی مردان افزایش دهند
• اگر والدین شما 100 سال عمر نمایند، آیا شما هم صدساله می شوید؟ جامع ترین پژوهش علمی پاسخ می دهد
• کاهش درد پایین کمر با یک روش سنتی؛ نتایج یک کارآزمایی بالینی نو
• چگونه مدیریت تیم کوک ارزش بازار اپل را 20 برابر کرد؟
• بازگشت سی دی های موسیقی قدیمی به سبد خرید نسل زد و طرفداران موسیقی
• نتایج عجیب یک آزمایش متفاوت؛ چرا دانشمندان سوئیسی 2 هزار شورت نخی را به خاک سپردند؟!