Μίλια κάτω από τον Ειρηνικό Ωκεανό, σε μια περιοχή του μανδύα της Γης όπου η συμβατική ιστορία λέει ότι δεν πρέπει να υπάρχει τίποτα ασυνήθιστο, οι επιστήμονες ανακάλυψαν κάτι εξαιρετικό. Χρησιμοποιώντας καινοτόμα τεχνολογία για την ανάλυση των σεισμικών κυμάτων, οι ερευνητές έχουν εντοπίσει τεράστιες δομές που αμφισβητούν θεμελιώδεις θεωρίες σχετικά με το πώς σχηματίστηκε και εξελίχθηκε ο πλανήτης μας. Είναι σαν να έχουμε ανακαλύψει μια νέα γεωλογική ήπειρο – όχι στην επιφάνεια της Γης, αλλά βαθιά μέσα της.
Ακριβώς όπως οι γιατροί χρησιμοποιούν κύματα υπερήχων για να κοιτάξουν μέσα στο ανθρώπινο σώμα χωρίς χειρουργική επέμβαση, οι γεωφυσικοί χρησιμοποιούν σεισμικά κύματα από σεισμούς για να μελετήσουν το βαθύ εσωτερικό της Γης. Όταν συμβαίνουν σεισμοί , στέλνουν κύματα προς όλες τις κατευθύνσεις μέσω του πλανήτη. Αυτά τα κύματα ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες ανάλογα με τα υλικά που συναντούν, λυγίζουν, αναπηδούν και διασκορπίζονται στην πορεία. Καταγράφοντας αυτά τα κύματα σε σεισμικούς σταθμούς σε όλο τον κόσμο, οι επιστήμονες μπορούν να δημιουργήσουν εικόνες δομών βαθιά μέσα στη Γη, σαν να δημιουργούν μια ιατρική σάρωση του πλανήτη μας.
Για δεκαετίες, αυτή η τεχνική αποκάλυψε ταχέως κινούμενα μοτίβα κυμάτων κυρίως κάτω από περιοχές όπου οι τεκτονικές πλάκες συγκρούονται και η μια πλάκα βυθίζεται κάτω από την άλλη – μια διαδικασία που ονομάζεται καταβύθιση . Αυτά τα σχέδια θεωρήθηκε ότι ήταν τα υπολείμματα αρχαίων τεκτονικών πλακών που είχαν βυθιστεί στον μανδύα της Γης , το στρώμα μεταξύ του φλοιού και του πυρήνα. Ωστόσο, η συγκλονιστική νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο Scientific Reports , αποκάλυψε κάτι απροσδόκητο.
Ανωμαλίες γήινου μανδύα
Χρησιμοποιώντας έναν από τους πιο ισχυρούς υπερυπολογιστές του κόσμου, τον Piz Daint στο CSCS στο Λουγκάνο, ερευνητές από το ETH της Ζυρίχης και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια ανακάλυψαν παρόμοια κυματικά μοτίβα σε μέρη όπου δεν θα έπρεπε να υπάρχουν – κάτω από απέραντους ωκεανούς και ηπειρωτικά εσωτερικά, μακριά από τυχόν γνωστά όρια πλακών. «Προφανώς, τέτοιες ζώνες στον μανδύα της Γης είναι πολύ πιο διαδεδομένες από ό,τι πιστευόταν προηγουμένως», λέει ο Thomas Schouten, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και διδακτορικός φοιτητής στο Γεωλογικό Ινστιτούτο της ETH της Ζυρίχης, σε μια δήλωση.
Το κλειδί για αυτήν την ανακάλυψη βρίσκεται σε μια εξελιγμένη τεχνική που ονομάζεται αντιστροφή πλήρους κυματομορφής (FWI). Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές μεθόδους που αναλύουν μόνο συγκεκριμένους τύπους σεισμικών κυμάτων, το FWI εξετάζει ολόκληρα σεισμογράμματα, συλλαμβάνοντας μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα του εσωτερικού της Γης. Αυτή η ολοκληρωμένη προσέγγιση απαιτεί τεράστια υπολογιστική ισχύ, αλλά παρέχει πρωτοφανείς λεπτομέρειες.
Το πιο εντυπωσιακό εύρημα προέκυψε κάτω από τον δυτικό Ειρηνικό Ωκεανό , όπου οι ερευνητές εντόπισαν μια τεράστια ανωμαλία μεταξύ 900 και 1.200 χιλιομέτρων βάθους. Σύμφωνα με τις τρέχουσες τεκτονικές θεωρίες πλακών, αυτό το υλικό δεν θα μπορούσε να προέρχεται από καταβυθισμένες πλάκες επειδή η περιοχή δεν έχει πρόσφατη ιστορία ζωνών καταβύθισης.
Ο καθηγητής ETH Andreas Fichtner, ο οποίος ανέπτυξε το μοντέλο υπολογιστή, κάνει έναν ιατρικό παραλληλισμό: «Είναι σαν ένας γιατρός που εξετάζει την κυκλοφορία του αίματος με υπερήχους για δεκαετίες και βρίσκει τις αρτηρίες ακριβώς εκεί που τις περιμένει. Στη συνέχεια, αν του δώσετε ένα νέο, καλύτερο εργαλείο εξέτασης, βλέπει ξαφνικά μια αρτηρία στον γλουτό που δεν ανήκει πραγματικά εκεί. Αυτό ακριβώς νιώθουμε για τα νέα ευρήματα».
Η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι αυτές οι βαθιές δομές της Γης μπορεί να έχουν διαφορετική προέλευση. «Πιστεύουμε ότι οι ανωμαλίες στον κάτω μανδύα έχουν μια ποικιλία προέλευσης», εξηγεί ο Schouten. Θα μπορούσαν να είναι αρχαίο υλικό πλούσιο σε πυρίτιο που έχει επιζήσει από τον σχηματισμό του μανδύα πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, παρά τις συνεχείς κινήσεις αναδεύσεως. Εναλλακτικά, μπορεί να είναι ζώνες όπου έχουν συσσωρευτεί πετρώματα πλούσια σε σίδηρο για δισεκατομμύρια χρόνια λόγω αυτών των κινήσεων του μανδύα.
Η ερευνητική ομάδα τονίζει ότι τα τρέχοντα μοντέλα δείχνουν μόνο μοτίβα ταχύτητας κυμάτων, τα οποία από μόνα τους δεν μπορούν να εξηγήσουν πλήρως το περίπλοκο εσωτερικό της Γης. Η μελλοντική έρευνα θα χρειαστεί να εμβαθύνει στις ιδιότητες των υλικών που δημιουργούν αυτά τα μοτίβα, που απαιτούν ακόμη πιο εξελιγμένα μοντέλα και υπολογιστική ισχύ.
photo: freepik
