Tajemne Struktury Detekovane Pobliz Zemskeho Jadra Pomoci Netopyri Echolokace
Rozlehlá oblast oddělující pevný plášť a roztavené jádro naší planety je tajemnou říší, kterou většinou prozkoumáváme pouze v divokých sci-fi jízdách, jako je román Julese Verna z roku 1864 Cesta do středu Země nebo lehce kempový hollywoodský celovečerní film z roku 2003 Jádro .
Nyní tým vědců z University of Maryland zaměřování na ozvěny seismických vln a způsob, jakým cestují pod povodí Tichého oceánu, odhalily některé osvícené a nevysvětlené struktury obývající zónu hluboko pod zemskou kůrou na hranici jádra-pláště.
Jak je uvedeno v nové studii publikované 12. června v online vědeckém časopise Věda Vědci z University of Maryland replikovali metody echolokace podobné těm, které používají netopýři a delfíni. Zde provedli první simultánní experimenty seismogramu pomocí stovek zemětřesení k identifikaci dozvukových podpisů a detekovali neočekávaný počet rozšířených shlukovaných struktur poblíž nikl-železného srdce planety.
Zápočet: Doyeon Kim/University of Maryland
Tyto heterogenní oblasti neobvykle husté, horké horniny představují obrovský posun v našem chápání toho, co leží na hranici jádra-pláště. Vědci si zatím nejsou jisti složením těchto struktur a dřívější studie na ně poskytly jen řídké pohledy. Nedávná zjištění poskytnou nové teorie o tom, jak desková tektonika fungovala při vývoji planety v jejích raných věcích, protože předchozí výzkum ukázal jen velmi málo detailů této zóny Země.
`` Když se podíváme na tisíce ohraničení ozvěny jádra a pláště najednou, místo abychom se soustředili jen na několik najednou, získali jsme zcela novou perspektivu, 'vysvětlil Doyeon Kim , postdoktorand na katedře geologie UMD a hlavní autor studie. 'To nám ukazuje, že hraniční oblast jádra a pláště má spoustu struktur, které mohou vytvářet tyto ozvěny, a to bylo něco, co jsme si dříve neuvědomovali, protože jsme měli jen úzký pohled.'
Geofyzici se zaměřili na specifické průběhy seismických vlnových ozvěn cestujících pod povodí Tichého oceánu. Jejich analýza odhalila dříve neznámé struktury pod vulkanickými ostrovy Marquesas v jižním Pacifiku.
Kredit: Getty Images
Získáním pomoci komplexního algoritmu navrženého pro studium hvězd a galaxií nazvaného Sequencer, vědci vyzvali k jeho schopnosti procházet rozsáhlými astronomickými datovými soubory hledajícími vzory poté, co jej nejprve překalibrovali pro hledání hor seismických dat.
`` Strojové učení ve vědě o Zemi rychle roste a metoda, jako je Sequencer, nám umožňuje systematicky detekovat seismické ozvěny a získat nové pohledy na struktury na základně pláště, které zůstaly do značné míry záhadné, `` Kim poznamenává .
Po požití tří desetiletí informací zahrnujících téměř 7 000 seismogramů jednoho charakteristického typu seismické vlny lovil Sequencer seismické ozvěny odrážející zónu s velmi nízkou rychlostí, kterou vědci možná v dřívějších analýzách přehlédli a objevili očividné odhalení.
Jak seismické vlny generované zemětřesením pulzují do útrob Země o tisíce mil níže, tyto vlny se posouvají, zpomalují a rozptylují v závislosti na změnách hustoty hornin, teploty nebo složení. Výpočtem doby cesty a intenzity těchto odrazových signálů při jejich seismometrech v různých oblastech mohou vědci vytvořit modely fyzikálních vlastností horniny číhající pod povrchem.
Zápočet: Doyeon Kim/University of Maryland
'Byli jsme překvapeni, že jsme pod Markézskými ostrovy našli tak velký prvek, o kterém jsme dříve ani nevěděli, že existuje,' vysvětlil geolog Vedran Lekić z University of Maryland. 'Je to opravdu vzrušující, protože ukazuje, jak nám algoritmus Sequencer může pomoci kontextualizovat data seismogramu po celém světě způsobem, který jsme dříve nemohli.'
'Zjistili jsme ozvěny asi na 40 procentech všech seismických vlnových drah,' dodal Lekić. 'To bylo překvapivé, protože jsme očekávali, že budou vzácnější, a to znamená, že anomální struktury na hranici jádra-pláště jsou mnohem rozšířenější, než se dříve myslelo.'
Po zobrazení schopnosti Sequencera vyčenichat neznámé struktury na tomto temném území jádra-pláště mohly být tyto techniky dále použity aplikací různých druhů vln a frekvencí k sestavení mapy vnitřku Země s vysokým rozlišením, což geologům pomohlo při hledání lépe porozumět vývoji Země zkoumáním těchto podivných hustších zón.
