cmns.umd.edu: Ahli geofizik di University of Maryland menganalisis ribuan catatan gelombang seismik yang melintasi Bumi untuk mendedahkan gema dari sempadan antara teras lebur Bumi dan mantel padat di atasnya. Analisis gema mendedahkan struktur heterogen luas yang terapung di atas teras - kawasan batu panas yang padat dan luar biasa di antara muka teras-mantel.
Gempa bumi menghasilkan gelombang seismik di bawah permukaan Bumi yang menempuh jarak ribuan batu. Apabila gelombang bertabrakan dengan perubahan kepadatan batu, gelombang berubah, membengkok, atau berselerak, menciptakan gema yang dapat dikesan. Oleh itu, dengan mengukur masa perjalanan dan amplitud gema ini ketika mereka mencapai seismometer di lokasi yang berbeza, saintis dapat mengembangkan model sifat fizikal batu yang tersembunyi di bawah permukaan. Proses ini serupa dengan bagaimana kelawar menggunakan echolocation.
Para saintis tidak pasti mengenai komposisi struktur ini, kerana kajian terdahulu seperti ini hanya memberikan pemahaman yang terhad tentangnya. Pemahaman yang lebih baik mengenai bentuk dan tahap pemadatannya dapat membantu mengungkapkan proses geologi jauh di dalam Bumi. Pengetahuan ini dapat memberi petunjuk untuk memahami bagaimana tektonik plat berfungsi dan bagaimana planet kita berkembang.
Kajian baru ini memberikan gambaran lengkap pertama mengenai sempadan teras-mantel di kawasan yang luas dengan resolusi terperinci seperti itu. Kajian ini diterbitkan dalam edisi 12 Jun 2020 Sains.
Para penyelidik memfokuskan pada pantulan gelombang seismik yang merebak di bawah lembah Lautan Pasifik. Analisis mereka menunjukkan struktur yang sebelumnya tidak diketahui di bawah Kepulauan Marquesas di Pasifik Selatan dan menunjukkan bahawa struktur di bawah Hawaii jauh lebih besar daripada yang difikirkan sebelumnya.
"Dengan melihat ribuan gema dari batas inti-mantel secara serentak, bukannya memusatkan perhatian pada beberapa per satu, seperti biasanya, kita mendapat gambaran global yang sama sekali baru," kata Doyoung Kim, PhD dalam Geologi, Fellow UMD dan Pengarang Utama artikel. "Ini menunjukkan kepada kita bahawa terdapat banyak struktur dalam batas inti-mantel yang dapat membuat gema ini. Dan sebelum ini kami tidak memahami perkara ini, kerana kami hanya mempunyai pandangan yang sangat sempit.
Untuk kajian ini, Dr. Doyoung Kim dan rakan-rakannya mencari gema yang dihasilkan oleh jenis gelombang khas yang disebut gelombang ricih yang berlaku ketika bergerak di sepanjang sempadan inti-mantel. Dalam satu rakaman gempa tunggal, gema dari gelombang ricih yang berlarutan sukar dibezakan dengan bunyi rawak. Tetapi memeriksa beberapa seismogram dari pelbagai gempa bumi secara serentak dapat mendedahkan persamaan dan corak yang mengenal pasti gema yang tersembunyi dalam data.
Video promosi:
Dengan menggunakan algoritma AI Sequencer, para penyelidik menganalisis 7,000 seismogram dari beratus-ratus gempa berkekuatan 6.5 atau lebih yang berlaku di Lembangan Pasifik antara tahun 1990 dan 2018. The Sequencer dikembangkan oleh pengarang bersama kajian baru dari Johns Hopkins University dan Tel Aviv University. Untuk seismogram gempa, algoritma mengesan sebilangan besar gema gelombang ricih.
"Pendekatan terprogram untuk geologi menggunakan AI berkembang dengan kecepatan yang luar biasa, dan kaedah baru seperti Sequencer memungkinkan kita untuk mengesan gema seismik secara sistematik dan mendapatkan pandangan baru mengenai struktur di dasar mantel yang sebagian besar misteri," kata Dr Kim.
"Kami menjumpai gema di sekitar 40% dari semua jejak gelombang seismik," kata Vedran Lekic, penolong profesor geologi di UMD dan pengarang bersama kajian ini. "Ia luar biasa kerana kami menjangkakan mereka akan menjadi lebih jarang. Tetapi sekarang kita memahami bahawa struktur anomali di sempadan inti-mantel jauh lebih meluas daripada yang difikirkan sebelumnya."
Para saintis mendapati bahawa sebilangan besar bahan panas yang sangat padat di sempadan inti-mantel di bawah Hawaii menghasilkan gema yang sangat kuat, menunjukkan bahawa ia lebih besar daripada anggaran sebelumnya. Zon seperti itu, yang disebut zon halaju ultra rendah (ULVZs), terdapat di akar bulu gunung berapi, di mana batu panas naik dari zon sempadan inti-mantel untuk membentuk pulau gunung berapi. ULVZ berhampiran Hawaii adalah yang terbesar diketahui.
Tinjauan ini juga menemui ULVZ yang sebelumnya tidak diketahui di bawah Kepulauan Marquesas.
"Kami terkejut apabila menemui ciri penting di Kepulauan Marquesas yang tidak kami ketahui," kata Lekic. "Ini sangat menggembirakan kerana ia menunjukkan bagaimana algoritma Sequencer dapat membantu kita mengontekstual data seismik di seluruh dunia dengan cara yang tidak dapat kita lakukan sebelumnya."
Pasukan penyelidik mengatakan bahawa mereka telah menggunakan teknik pencitraan canggih untuk mengesan struktur besar yang "tidak dijangka" di dekat teras Bumi - peringatan yang mengejutkan betapa sedikit yang kita ketahui mengenai bahagian dalam planet tempat kita tinggal.
Komen editorial
Perkara utama dalam kajian ini adalah tesis "Kami menjumpai gema pada kira-kira 40% dari semua jejak gelombang seismik" dan "berapa sedikit yang kita ketahui mengenai bahagian dalam planet tempat kita tinggal."
Apabila ahli geologi, ahli fisiologi, atau "ologues" lain membicarakan satu atau lain-lain anomali, ini bermaksud kawasan anomali meninggalkan, paling banyak, beberapa peratus kawasan selebihnya yang dikaji. Walau bagaimanapun, apabila anomali mempengaruhi 40% kawasan yang menarik, ia tidak lagi menjadi anomali. Inilah norma, keadaan semula jadi, yang tidak dijelaskan oleh geologi rasmi.
Lebih-lebih lagi, apa yang juga menarik: jika di dasar setiap mantel bulu terdapat struktur raksasa tertentu (dan ada di sana, jika terdapat di dua bulu yang paling terkenal) - lalu bagaimana struktur ini dihubungkan melalui inti? Antipod geologi adalah fakta yang diketahui, setiap bulu mempunyai saudara kembar simetri cermin yang menonjol dari inti di seberang Bumi. Sekiranya intinya padat, struktur superstruktur yang menembusnya entah bagaimana dapat dijelaskan, tetapi bagaimanapun, menurut dogma rasmi, intinya cair dan bahkan ada beberapa pusaran di sana.
Secara umum, sebenarnya, seperti yang tertulis: "betapa sedikit yang kita ketahui mengenai bahagian dalam planet tempat kita tinggal." Untuk lebih tepat, kita tidak tahu apa-apa, kerana tidak ada yang menyelam ke dalam sumur. Lebih tepatnya, saya tidak menyelam cukup dalam, kerana ada teknologi yang menjanjikan:
Dan dalam keadaan ini, apabila sains mengetahui sedikit tentang dunia di sekitarnya dan semuanya dibina secara eksklusif berdasarkan "teori yang diterima umum", mungkin betul untuk mengambil kira semua teori tatanan dunia, termasuk, "untuk tidak dapat diterima umum". Contohnya - teori bahawa Bumi berdiri di atas tiang.
Dari sudut pandang manusia moden di jalanan, yang memeluk kepelbagaian "dogma ilmiah" di kepalanya sejak kecil, orang Yunani kuno yang membicarakan Bumi Datar dan sfera kristal di mana planet-planet itu dilekatkan adalah orang-orang bodoh yang benar-benar liar dan terbelakang. Namun, semua orang bodoh ini belajar di kota Alexandria, Mesir, yang merupakan pusat semua pengetahuan mengenai dunia.
Dan ahli astronomi Mesir tahu banyak. Secara khusus, mereka mengira pergerakan bintang untuk jangka masa 25,000 tahun atau lebih. Ada kemungkinan mereka mendapat pengetahuan ini sendiri, ada kemungkinan orang asing mengajar mereka sesuatu, tetapi yang utama ialah orang Mesir tahu banyak. Dan bagaimana mungkin bahawa orang-orang yang membina piramid dan berkomunikasi dengan semacam "dewa dari angkasa" begitu bodoh sehingga mereka menganggap Bumi itu rata dan menyangka bahawa Matahari berputar mengelilingi Bumi, dan bukan sebaliknya?
Sudah tentu, semua kisah mengenai gajah dan kura-kura ini menyembunyikan semacam analogi yang kita tidak dapat menguraikannya, tetapi ada juga kemungkinan bahawa beberapa "saudara dalam fikiran" hanya menjelaskan kepada orang Mesir kuno struktur dunia sejauh memahami orang miskin. Oleh itu, agar tidak menjadi seperti pegawai dan tidak menulis dalam jurnal ilmiah mengenai "kami tidak tahu apa-apa", anda mungkin tidak boleh membuang teori dan mempertimbangkan semuanya. Dan sehingga dunia ilmiah mencapai prinsip ini, masih banyak "penemuan indah" yang menantinya, jadi kami mengikuti perkembangan peristiwa.
