زمین شناسان دانشگاه مریلند، هزاران امواج زمین لرزه ضبط شده را تجزیه و تحلیل کردند تا پژواک هایی که از مرز بین هسته مذاب زمین و لایه گوشته جامد به وجود آمده است را شناسایی کنند و متوجه شدند که پژواک هایی با ساختار ناهمگن گسترده در مرز بین گوشته و هسته وجود دارد. دانشمندان از ترکیب این ساختارها مطمئن نیستند و مطالعات قبلی فقط دید محدودی از آنها را ارائه داده بود. درک بهتر شکل و وسعت آنها می تواند به آشکار شدن فرآیندهای زمین شناسی در اعماق زمین کمک کند.
محققان در تحقیقات جدید تمرکز خود را بر روی امواج زمین لرزه ای که در زیر اقیانوس آرام انجام می شوند، گذاشتند و تجزیه و تحلیل آنها یک ساختار کاملا ناشناخته را در زیر جزایر آتشفشانی مارکز در جنوب اقیانوس آرام نشان داد.
دویون کیم در گروه زمین شناسی UMD می گوید: نگاه کردن به هزاران پژواک اصلی به طور همزمان به ما نشان داد که منطقه مرزی هسته مذاب زمین و گوشته، حاشیه های زیادی دارد که می تواند این پژواک ها را تولید کند و این چیزی بود که قبلاً متوجه آن نمی شدیم.
زمین لرزه ها امواج لرزه ای زیر سطح زمین را ایجاد می کنند. هنگامی که امواج با تغییر در تراکم سنگ و دما مواجه شوند، سرعت، خم شدن یا پراکندگی آن تغییر می کند و باعث ایجاد تکرار در موج می شود.
دانشمندان با اندازه گیری زمان و دامنه این پژواک ها در مکانهای متفاوت به نمونه های لرزه نگاری مختلفی دست یافند که این فرایند شبیه به روشی است که خفاش ها با آن به منظور مسیریابی از محیط خود استفاده می کنند.
کیم و همکارانش به دنبال نوع خاصی از موج به نام موج برشی در مسیر جستجوی خود بودند و در نهایت در یکی از نمونه های ضبط شده از یک زمین لرزه به راحتی موج های برشی پراکنده ای را پیدا کردند که با بررسی این موج با دیگر موج های زمین لرزه به طور هم زمان می توان شباهت ها و الگوهای مشخصی را که نشان دهنده وجود پژواک های پنهان در داده هاست را شناسایی کرد.
محققان با استفاده از یک الگوریتم ماشینی به نام Sequencer ، حدود 7000 لرزه نگاری را از صدها زمین لرزه به بزرگی 6.5 ریشتر در حوضه اقیانوس آرام که از سال 1990 تا 2018 رخ دادند را بررسی کردند که این الگوریتم وقتی روی لرزه نگاری های ناشی از زمین لرزه اعمال شد تعداد زیادی از پژواک های موج برشی را کشف کرد و این مطالعه چند شگفتی را در ساختار مرز هسته ای نشان داد.
ودران لکیچ، استاد زمین شناسی UMD و نویسنده این تحقیق گفت: ما حدود 40٪ از کل مسیرهای موج لرزه ای را پیدا کردیم و انتظار داشتیم که بسیار نادر باشند ولی این تحقیقات ما را بسیار متحیر کرد، این بدان معنی است که ساختارهای غیر عادی در مرز هسته ای بسیار گسترده تر از آنچه قبلاً تصور می شد، هستند.
دانشمندان دریافتند که تکه بزرگ مواد بسیار متراکم و داغ در مرز هسته ای در زیر هاوایی، پژواک بلند و منحصر به فردی را تولید می کند که این حتی از تخمین های قبلی نیز بزرگتر است. چنین تکه هایی که به عنوان مناطق فوق العاده سریع (ULVZs) مشهور هستند و در عمق آتشفشان جایی که سنگهای گرم از منطقه مرزی هسته برای تولید جزایر آتشفشانی بالا می روند یافت می شوند که در زیر هاوایی و جزایر مارکز نیز نمونه بزرگی از آن کشف شده است.
لکیچ اذعان داشت: ما از وجود چنین ویژگی بزرگی در زیر جزایر مارکز که حتی نمی دانستیم قبلاً وجود داشته است متعجب شدیم. این موضوع بسیار هیجان انگیز است زیرا نشان می دهد که چگونه الگوریتم Sequencer می تواند به ما کمک کند تا داده های لرزه نگاری را در سراسر جهان به گونه ای که قبلاً نتوانسته ایم به هم ارتباط دهیم.
منبع: phys
