در عمق حدود ۲۹۰۰ کیلومتری پاهای ما، جایی که گوشته داغ و نیمهجامد زمین به هسته مایع بیرونی آن میرسد، پدیدههای شگفتانگیزی در جریان است. حرکت مداوم این لایههای درونی نه تنها سطح سیاره را شکل میدهد، بلکه درک پویایی زمین را برای پیشبینی بلایای طبیعی حیاتی میسازد. با این حال، دستیابی به این اعماق با متهها غیرممکن است و زمینشناسان برای نقشهبرداری از درون سیاره، ناچار به استفاده از امواج لرزهای ناشی از زمینلرزهها هستند.
پژوهشگران آکادمی علوم چین در مطالعه جدیدی که در نشریه Journal of Geophysical Research: Solid Earth به چاپ رسیده است، با بهکارگیری هوش مصنوعی موفق شدند بیش از دو میلیون رکورد زمینلرزه را طی سه دهه و نیم گذشته بررسی کنند. آنها با این روش توانستند نزدیک به ۱۷۵ هزار سیگنال لرزهای ضعیف را شناسایی کنند که ساختارهای کوچکمقیاس و غیرمنتظرهای را در مرز میان گوشته و هسته زمین آشکار میسازند.
محققان در این پژوهش عنوان میکنند شش ناحیه را کشف کردهاند که احتمالاً میزبان ناهمگنیهای چشمگیری هستند و پیش از این هرگز مستند نشده بودند؛ موضوعی که اهداف مشخصی را برای اکتشافات آینده فراهم میکند. تمرکز این بررسی روی نوع خاصی از امواج لرزهای به نام پیشلرزههای PKP بود که کمی پیشتر از امواج قویتر میرسند و میتوانند ساختارهای غیرمعمول اعماق زمین را نمایان سازند.
تحلیل میلیونها رکورد لرزهای کاری بسیار زمانبر و دشوار است و به همین دلیل، تیم تحقیقاتی با بهرهگیری از یک سامانه یادگیری عمیق توانست دادههای نزدیک به ۵۰۰۰ زمینلرزه را غربال کند. خطاهای مدل هوش مصنوعی به صورت دستی اصلاح شد و پس از بازگرداندن این نمونههای اصلاحشده به الگوریتم، در نهایت نزدیک به ۱۷۵ هزار سیگنال باکیفیت به دست آمد که از مجموع تمام مطالعات قبلی فراتر است.
بر اساس پژوهشهای سال ۲۰۲۳، مواد گوناگونی همچون پوستههای اقیانوسی و قارهای و حتی بقایای شیء باستانی شکلدهنده ماه ممکن است در گوشته عمیق جای داشته باشند. دانشمندان نتیجهگیری میکنند که این ساختارهای کوچکمقیاس احتمالا تودههای ترموشیمیایی ناشی از فرورانش و ذوب جزئی هستند که بر نحوه حرکت گوشته و فعالیتهای آتشفشانی تاثیر میگذارند.
چشمانداز آینده در شناخت اعماق زمین
نقشه جامع جدید شش منطقه کممطالعه را برجسته میکند که اکنون به عنوان گزینههای اصلی برای بررسیهای دقیقتر شناخته میشوند. این مناطق شامل بخشهایی در زیر اوراسیای پرعرض جغرافیایی، آسیای مرکزی و اطلس جنوبی است. تیم پژوهشی در پایان استدلال میکند که گسترش این کاتالوگ و پوشش زمانی-مکانی آن به بهبود مدلهای ساختاری عمیقترین نقاط گوشته کمک شایانی خواهد کرد.
مطالعه یادشده در Journal of Geophysical Research: Solid Earth انتشار یافته است.
