دانشمندان ساختار مرز هسته و گوشته زمین را کشف کردند

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان شش منطقه بالقوه ناپیوستگی که قبلاً توصیف نشده بودند را در نزدیکی مرز هسته-گوشته زمین شناسایی کرده‌اند. برای یافتن آنها، یک سیستم یادگیری عمیق بیش از ۲ میلیون رکورد لرزه‌ای جمع‌آوری‌شده طی ۳۵ سال را پردازش کرد. این مطالعه در مجله تحقیقات ژئوفیزیکی: زمین جامد (JGR) منتشر شد.

مرز بین گوشته و هسته بیرونی مایع تقریباً ۲۹۰۰ کیلومتر زیر سطح سیاره قرار دارد. این مرز بر انتقال حرارت، حرکت مواد درون گوشته و تشکیل جریان‌های صعودی که می‌توانند مناطق آتشفشانی را تغذیه کنند، تأثیر می‌گذارد.

مطالعه مستقیم این بخش از زمین غیرممکن است، بنابراین دانشمندان از امواج لرزه‌ای استفاده می‌کنند. در مطالعه جدید خود، محققان بر روی سیگنال‌های ضعیفی که به عنوان پیش‌ساز‌های PKP شناخته می‌شوند، تمرکز کردند. این سیگنال‌ها از پراکندگی امواج توسط بی‌نظمی‌های کوچک در گوشته پایینی ناشی می‌شوند و معمولاً چند ثانیه قبل از فاز اصلی قوی‌تر شناسایی می‌شوند.

شناسایی دستی چنین سیگنال‌هایی به دلیل شدت کم و حجم زیاد داده‌ها دشوار است. محققان از یک سیستم یادگیری عمیق برای حذف ضبط‌های کم‌کیفیت و تعیین اینکه آیا سیگنال حاوی پیش‌ساز PKP است یا خیر، استفاده کردند. نتایج بار‌ها تأیید و به صورت دستی تنظیم شدند.

در مجموع، بیش از ۲ میلیون رکورد زلزله با بزرگی حداقل ۶ ریشتر که بین سال‌های ۱۹۹۰ تا ۲۰۲۴ رخ داده است، پردازش شد. این الگوریتم ۱۷۴،۹۲۹ سیگنال را شناسایی کرد - تقریباً ۱۰ برابر بیشتر از مجموع داده‌های جهانی قبلی از چنین زلزله‌هایی.

بر اساس نتایج، دانشمندان دو نقشه احتمال ساختند. یکی از آنها فراوانی وقوع سیگنال‌های قبلی را نشان می‌دهد و دومی محتمل‌ترین موقعیت‌های اجرامی را که امواج لرزه‌ای را پراکنده می‌کنند، نشان می‌دهد.

نمونه‌ی گسترش‌یافته امکان ترکیب مشاهدات پراکنده‌ی قبلی را در نوار‌های گسترده‌تری از ناهمگنی‌های بالقوه فراهم کرد. به‌طور خاص، شش منطقه‌ی نویدبخش برای مطالعه‌ی بیشتر در زیر اقیانوس اطلس شمالی، اوراسیای شمالی، اقیانوس اطلس جنوبی، آفریقای جنوبی، اقیانوس آرام و قطب جنوب کشف شد.

برخی از مناطقی که احتمال پراکندگی بالایی داشتند، با مناطقی که قبلاً شناخته شده بودند و سرعت انتشار امواج لرزه‌ای بسیار پایینی داشتند، مطابقت داشتند. به گفته نویسندگان، الگوی مشاهده شده ممکن است مربوط به بقایای صفحات تکتونیکی باستانی فرو رفته به درون گوشته، جداسازی شیمیایی ماده و ذوب موضعی سنگ باشد.

با این حال، نقشه‌های حاصل، مناطق احتمالی پراکندگی را نشان می‌دهند، نه مرز‌های دقیق سازه‌های زیرزمینی منفرد. توزیع زمین‌لرزه‌ها و ایستگاه‌های لرزه‌نگاری در سراسر سیاره ناهموار است، بنابراین برخی از مناطق به طور قابل توجهی بهتر از مناطق دیگر در داده‌ها نمایش داده می‌شوند.

در آینده، این کاتالوگ جدید می‌تواند با مشاهدات انواع دیگر امواج لرزه‌ای ترکیب شود. این امر به تعیین دقیق‌تر محل ناهمگنی‌ها و ساخت مدلی دقیق‌تر از فرآیند‌های رخ داده در مرز هسته-گوشته زمین کمک خواهد کرد.

در تاریخ ۲ سپتامبر، ساینس دیلی گزارش داد که منظومه شمسی ممکن است حداقل سه بار در چند میلیون سال گذشته از میان ابر‌های متراکم بین ستاره‌ای عبور کرده باشد و هلیوسفر را به اندازه‌ای کوچکتر از مدار زمین فشرده کرده باشد. در طول این دوره‌ها، سیاره ممکن است به طور موقت در خارج از منطقه محافظتی ایجاد شده توسط باد خورشیدی باقی مانده باشد.