فهرست مطالب
دانشمندان شش ساختار ناشناخته را در مرز میان هسته و گوشته زمین شناسایی کرده‌اند که بررسی آنها می‌تواند به درک بهتر فرایندهای مرتبط با زمین‌لرزه‌ها و آتشفشان‌ها کمک کند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، پژوهشگران برای یافتن این ساختارها، بیش از دو میلیون ثبت لرزه‌ای مربوط به ۳۵ سال گذشته را با استفاده از یادگیری ماشینی بررسی کردند.
فرایندهایی که در هزاران کیلومتر زیر سطح زمین رخ می‌دهند، می‌توانند بر رویدادهایی مانند زمین‌لرزه، سونامی و فعالیت‌های آتشفشانی در سطح سیاره تأثیر بگذارند. با وجود این، دسترسی مستقیم به این مناطق تقریبا غیرممکن است و دانشمندان برای مطالعه آنها باید از روش‌های غیرمستقیم استفاده کنند.
ساختار زمین به‌طور کلی از سه بخش اصلی تشکیل شده است. هسته آهنی در مرکز زمین قرار دارد و کاملا جامد نیست. لایه ضخیمی از سنگ نیمه‌جامد با نام گوشته، هسته را احاطه کرده است و پوسته نسبتا نازک زمین نیز روی این لایه قرار دارد.
بیشتر بخوانید: نشت طلا از هسته زمین!
عمیق‌ترین حفاری بشر هنوز به گوشته نرسیده است
یکی از مهم‌ترین مشکلات دانشمندان برای بررسی اعماق زمین، محدودیت حفاری است. عمیق‌ترین حفاری انجام‌شده توسط انسان، چاه فوق‌عمیق کولا است که اتحاد جماهیر شوروی در دوران جنگ سرد آن را ایجاد کرد.
عمق این چاه به ۱۲ هزار و ۲۶۳ متر رسید. این عدد حتی از عمق گودال ماریانا، عمیق‌ترین نقطه طبیعی شناخته‌شده روی سطح زمین با عمق حدود ۱۱ هزار و ۳۴ متر، بیشتر است.
حفاری چاه کولا حدود دو دهه ادامه داشت و مدت کوتاهی پس از پایان جنگ سرد متوقف شد. با وجود این عمق قابل توجه، پژوهشگران معتقد هستند این چاه احتمالا فقط حدود یک‌سوم مسیر پوسته زمین را پیموده است.
مرز میان هسته و گوشته زمین در عمق حدود ۲۹۰۰ کیلومتری قرار دارد. بنابراین حتی عمیق‌ترین حفاری بشر نیز فاصله بسیار زیادی با این منطقه دارد و دانشمندان برای بررسی آن ناچار هستند از امواج لرزه‌ای کمک بگیرند.
پژوهشگران چینی در مطالعه جدید خود نوع خاصی از امواج لرزه‌ای موسوم به «پیش‌موج‌های PKP» را بررسی کردند. این امواج هنگام عبور از ناهمگنی‌های کوچک موجود در نزدیکی مرز هسته و گوشته، پراکنده یا منحرف می‌شوند.
به گفته پژوهشگران، این مرز نقش مهمی در انتقال گرما و گردش مواد در داخل زمین دارد، اما جزئیات ساختاری آن در مقیاس کوچک همچنان به خوبی شناخته نشده است. رفتار امواج PKP می‌تواند نشانه‌هایی از ساختارهای پنهان در این منطقه ارائه کند.
بیشتر بخوانید: کشف تأثیر تغییرات ساختاری هسته زمین بر طول روز
یادگیری ماشینی شش منطقه ناشناخته را آشکار کرد
مشکل اصلی پژوهشگران، پیدا کردن تعداد کافی از سیگنال‌های PKP بود. تیم تحقیقاتی برای حل این مشکل از یادگیری ماشینی استفاده کرد و بیش از دو میلیون ثبت زمین‌لرزه مربوط به ۳۵ سال گذشته را مورد بررسی قرار داد.
این روش حدود ۱۷۵ هزار ثبت مرتبط را شناسایی کرد. تعداد سیگنال‌های PKP پیداشده در این پژوهش تقریبا ۱۰ برابر مجموع سیگنال‌هایی است که تمام مطالعات قبلی شناسایی کرده بودند.
حجم بزرگ داده‌ها به پژوهشگران اجازه داد الگوهایی را مشاهده کنند که در مطالعات قبلی قابل تشخیص نبودند. تحقیقات گذشته فقط لکه‌های کوچک و پراکنده‌ای از ناهمگنی‌ها را نشان داده بودند، اما نتایج جدید نشان می‌دهد این ساختارهای احتمالی ممکن است به شکل نوارهای پیوسته در مناطق وسیع‌تری امتداد داشته باشند.
همچنین پژوهشگران شش منطقه را پیدا کردند که احتمالا دارای ناهمگنی‌های قابل توجهی هستند و پیش از این در هیچ مطالعه‌ای ثبت نشده بودند. این مناطق در مرز میان هسته و گوشته زمین قرار دارند و باعث پراکندگی امواج PKP می‌شوند.
در حال حاضر دانشمندان نمی‌دانند این ساختارها دقیقا چه هستند یا از چه موادی تشکیل شده‌اند. با وجود این، موقعیت آنها اکنون مشخص شده است و پژوهشگران می‌توانند در مطالعات آینده این مناطق را با دقت بیشتری بررسی کنند.
شناخت این ساختارها می‌تواند اطلاعات تازه‌ای درباره نحوه حرکت امواج لرزه‌ای در داخل زمین و فرایندهای موجود در مرز هسته و گوشته ارائه دهد. پژوهشگران امیدوار هستند بررسی دقیق‌تر این مناطق در نهایت به شناخت بهتر سازوکار رویدادهای ویرانگری مانند زمین‌لرزه‌ها و فوران‌های آتشفشانی کمک کند.
بیشتر بخوانید: کشف شواهدی جدید از درونی‌ترین هسته پنهان زمین
