این ناهنجاریها شباهت زیادی به بخشهای فرو رفته پوسته زمین دارند، اما در مکانهایی ظاهر شدهاند که وجود آنها در آنجا غیرممکن به نظر میرسد.
لایههایی از پوسته باستانی زمین، که گاهی “جهانهای فرو رفته” نامیده میشوند، ممکن است در عمق گوشته کشف شده باشند. این کشف به لطف روشی جدید برای نقشهبرداری از درون زمین ممکن شده است. اما این تودههای مرموز در مکانهایی یافت شدهاند که نباید باشند، و همین امر دانشمندان را سردرگم کرده است.
دهههاست که دانشمندان با استفاده از لرزهنگارها، تصویری سهبعدی از درون زمین ایجاد میکنند؛ روشی که در آن چگونگی حرکت امواج لرزهای ناشی از زلزلهها در اعماق سیاره اندازهگیری میشود. این روش به شناسایی بخشهای باستانی پوسته زمین که به نام صفحات فرو راندهشده شناخته میشوند کمک کرده است. این صفحات از طریق مناطق فرورانش، جایی که صفحات تکتونیکی به هم برخورد میکنند، به داخل گوشته کشیده شدهاند. برای مثال، در مهر ۱۴۰۳، محققان بخشی از کف دریا را کشف کردند که به عمق گوشته در زیر جزیره ایستر فرورفته بود.
در یک مطالعه که در ۱۴ آبان ۱۴۰۳ در مجله Scientific Reports منتشر شد، پژوهشگران اعلام کردند که “تعداد زیادی” از صفحات فروراندهشده احتمالی را در سراسر گوشته زمین شناسایی کردهاند. این کشف با استفاده از نوع جدیدی از تصویربرداری لرزهنگاری انجام شد. (اطلاعات کمی درباره اندازه، شکل و مکان دقیق این تودهها ارائه شده است.)
با این حال، برخلاف صفحات فروراندهشده قبلی که در مناطقی با فعالیت تکتونیکی کنونی یا پیشین یافت شده بودند، برخی از ناهنجاریهای جدید در مکانهایی دیده شدهاند که هیچ فعالیت تکتونیکی شناختهشدهای در آنها وجود ندارد، مانند زیر اقیانوس آرام غربی. به همین دلیل مشخص نیست چگونه به آنجا رسیدهاند.
“این معمای ماست”، توماس شوتن، دانشجوی دکتری مؤسسه زمینشناسی ETH زوریخ در سوئیس، در بیانیهای که در ۱۸ دی منتشر شد، گفت. “با مدل جدید با وضوح بالا، میتوانیم چنین ناهنجاریهایی را در سراسر گوشته زمین ببینیم. اما دقیقاً نمیدانیم آنها چه هستند.”
توضیحات دیگری نیز برای این تودههای تازه نقشهبرداریشده مطرح شده است. برای مثال، ممکن است این تودهها از مواد پوستهمانند باقیمانده از زمان تشکیل گوشته در ۴ میلیارد سال پیش ساخته شده باشند. یا ممکن است از ماده متراکم دیگری تشکیل شده باشند که طی چند صد میلیون سال گذشته در گوشته شکل گرفته است.
با این حال، اینها تنها نظریههای جایگزین هستند. در حال حاضر، ماهیت این تودهها همچنان یک “معمای بزرگ” باقی مانده است، نمایندگان ETH زوریخ در بیانیهای نوشتند.
کشف جهانهای فرو رفته: سفر به دنیای ناشناختهها
تا پیش از این، تمام آنچه درباره درون زمین میدانستیم از کنار هم قرار دادن لرزهنگارهای مختلف ناشی از زلزلههای گوناگون در سراسر جهان حاصل شده بود. اما در این مطالعه جدید، پژوهشگران از روشی جدید به نام وارونسازی تمامموج (Full-Waveform Inversion) استفاده کردند. این روش از مدلهای رایانهای برای ترکیب لرزهنگارها به یک تصویر شفاف استفاده میکند.
این روش به لحاظ محاسباتی بسیار پیچیده است و پژوهشگران برای اجرای مدل، دادهها را در ابررایانه Piz Daint در مرکز ابررایانه ملی سوئیس در لوگانو (که زمانی قویترین رایانه اروپا بود) پردازش کردند.
تحقیقات جدید مکانهای شگفتانگیزی را در گوشتهی زمین (دومین لایه بیرونی سیاره ما) شناسایی کردهاند که ممکن است شامل صفحات فرورانده شده باشند.
(اعتبار تصویر: Vadim Sadovski/Shutterstock)
آندریاس فیختنر، یکی از نویسندگان مطالعه و لرزهشناس ETH زوریخ که مدل تمامموج استفادهشده در این پژوهش را ایجاد کرده است، این روش را با پیشرفتهای تصویربرداری پزشکی مقایسه کرد. او گفت: “تصور کنید پزشکی دههها سیستم گردش خون را مطالعه کرده است. سپس، اگر ابزاری جدید و بهتر برای بررسی در اختیار او قرار دهید، ممکن است یک شریان در یک نقطه عجیب بدن ببیند. این دقیقاً همان احساسی است که ما نسبت به این یافتههای جدید داریم.”
پژوهشگران معتقدند که تودههای تازه کشفشده ممکن است صفحات فرورانده باشند، زیرا امواج لرزهای با سرعت یکسانی از آنها عبور میکنند. اما این به معنای قطعیت نیست و تحقیقات بیشتری برای بررسی شباهت واقعی آنها مورد نیاز است.
شوتن گفت: “ما باید پارامترهای مواد مختلف را محاسبه کنیم تا مشخص کنیم چه عواملی میتوانند سرعت مشاهدهشده انواع مختلف امواج را ایجاد کنند. اساساً، باید بیشتر به ویژگیهای مواد پشت سرعت امواج نفوذ کنیم.”
