ساختارهای مرموز اعماق سیاره ما شاید از زمان پیدایش زمین به یادگار مانده باشند - مجله فان پی سی

طبق پژوهشی که در نشنال جئوگرافیک منتشر شده است، دانشمندان به نتایج جالبی درباره ناهنجاری مرموز اعماق زمین دست یافته اند. آنان این بقایا را با توده های آرد در ته یک کاسه خمیر مقایسه می نماید؛ عناصری که حتی در طول میلیاردها سال به درستی با هم مخلوط نشده اند، به صورت گسستگی هایی در خوانش امواج لرزه ای زمین نشان داده می شوند.

ما می دانیم که امواج لرزه ای به آرامی در نزدیکی هسته زمین حرکت می نمایند و از منطقه های به نام منطقه ها با سرعت بسیار پایین (Ultra-Low Velocity Zones) یا ULVZs می گذرند. پرسش بزرگ این است که این منطقه ها از چه چیزی ساخته شده اند و اکنون دانشمندان فکر می نمایند که ممکن است پاسخ آن را یافته باشند. سوریا پاچای (Surya Pachhai) لرزه شناس دانشگاه ملی استرالیا گفت: این یافته دیدگاه ما را درباره منشأ و دینامیک این منطقه ها بسیار کم سرعت تغییر می دهد.

او اضافه نمود: ما دریافتیم که این نوع منطقه با سرعت بسیار پایین را می توان با ناهمگنی های شیمیایی ایجاد شده در همان ابتدای تاریخ زمین شرح داد. این ناهمگنی ها هنوز پس از 4.5 میلیارد سال همرفت گوشته به خوبی مخلوط نشده اند.

شیوه ای که امواج لرزه ای در گوشته و پوسته زمین منعکس می گردد، سرنخ هایی درباره ترکیب آن ها به ما می دهد اما میزان گیری در عمق حدود 2900 کیلومتری زمین آسان نیست. برای برطرف این مشکل، دانشمندان از یک رویکرد مهندسی معکوس استفاده کردند که صدها هزار شبیه سازی رایانه ای را با استفاده از فرآیندی به نام وارونگی بیزی (Bayesian Inversion) اجرا کردند.

با مقایسه این مدل ها با خوانش های واقعی گرفته شده از زیر دریای مرجانی میان استرالیا و نیوزیلند، این تیم پژوهشی توانست احتمالات جنس منطقه ULVZ را با دقت بالایی معین کند. پژوهشگران پیشنهاد می نمایند که ULVZ ها می توانند تا حدی از آهن اکسید ساخته شده باشند که ما آن را به عنوان زنگ آهن می شناسیم اما به عنوان یک فلز در اعماق گوشته عمل می نماید. اکنون به نظر می رسد که این بخش از سیاره ما از چندین زیرلایه تشکیل شده است، چیزی که قبلا برای این منطقه ها شناخته نشده بود.

این لایه بندی کاملا می تواند ناشی از برخورد یک جرم سیاره ای به میزان مریخ به زمین اولیه باشد. تصور می گردد که این رویداد بقایایی که ماه را تشکیل می دهند، به فضا پرتاب نموده و احتمالا اقیانوسی از ماگما ایجاد نموده است که از سنگ، گازها و کریستال ها تشکیل شده است و می توانست در طول میلیاردها سال به موقعیت فعلی خود، پایین رفته باشد.

او گفت: ویژگی های فیزیکی منطقه ها با سرعت فوق العاده کم به منشأ آن ها مرتبط است که به نوبه خود اطلاعات مهمی درباره شرایط حرارتی و شیمیایی، تکامل و دینامیک پایین ترین بخش های گوشته زمین ارائه می دهد. این یک بخش ضروری از همرفت گوشته است که تکتونیک صفحه ای را راهنمایی می نماید.

امواج لرزه ای در ULVZ تا نصف کاهش و چگالی متناظر آن هم یک سوم افزایش می یابد. دانشمندان پیشنهاد نموده اند که این قسمت ها، قسمت های ذوب شده گوشته هستند که ماگما را برای نقاط داغ آتشفشانی روی سطح، مانند ایسلند، فراهم می نمایند.

با این وجود همه منطقه ها با چگالی بالا هم با مکان هایی که فعالیت های آتشفشانی پیوسته دارند، مطابقت ندارند و این نشان می دهد رخداد دیگری هم در حال وقوع است. این موضوع الهام بخش تیم تحقیقاتی شد تا نگاهی دقیق تر به منطقه داشته باشد و بدین ترتیب لایه های شگفت انگیز تشکیل دهنده این ULVZ ها را با یاری مدل سازی رایانه ای آشکار کردند.

گوشته و ULVZ در پایین آن، می توانند حرکت صفحات تکتونیکی را به سطح زمین نزدیک نمایند به این معنی که تحقیقات تازه نه تنها به ما اطلاعات بیشتری درباره تولد زمین می دهد، بلکه درباره شیوه رفتار امروزی آن هم داده های بیشتری در اختیار ما قرار می دهد.

مایکل تورن (Michael Thorne) زمین شناس دانشگاه یوتا گفت: از میان تمام ویژگی هایی که در گوشته عمیق می دانیم، منطقه ها با سرعت فوق العاده کم، احتمالا جزو منطقه های با سخت ترین شرایط هستند. در واقع، این منطقه ها دارای شدیدترین ویژگی ها در سراسر کره زمین هستند.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از نمای برش خورده زمین

Credit: Eurekalert

منبع: Science Alert