این دو ساختار عجیب – یکی زیر اقیانوس آرام و دیگری زیر آفریقا – از نظر امواج لرزه‌ای شباهت‌هایی به هم دارند، بنابراین تصور می‌شد که ترکیب یکسانی داشته باشند.
جیمز پانتون، زمین‌دینامیک‌دان دانشگاه کاردیف و همکارانش اکنون نتیجه‌گیری کرده‌اند که این دو منطقه از مواد مختلف تشکیل شده‌اند و تاریخچه‌های متفاوتی دارند. اگر این امر درست باشد، می‌تواند جریان حرارت و همرفت در اعماق سیاره ما را به‌گونه‌ای تحت تاثیر قرار دهد که بر نحوه تولید مغناطیس‌کره زمین تاثیر بگذارد. این دو “مناطق بزرگ با سرعت پایین” که تا ۹۰۰ کیلومتر (۵۶۰ مایل) ارتفاع دارند و هزاران کیلومتر عرض دارند، از زمان کشف‌شان توسط داده‌های لرزه‌ای در دهه ۱۹۸۰، دانشمندان را گیج کرده‌اند. تحقیقات بعدی نشان داده‌اند که آنها دست‌کم بخشی از آنها از پوسته اقیانوسی قدیمی تشکیل شده است.
“دیدن ارتباطات بین حرکت صفحات در سطح زمین و ساختارهای ۳۰۰۰ کیلومتر عمق در سیاره‌مان، جالب است”، پائولا کولمایجر، لرزه‌شناس دانشگاه آکسفورد می‌گوید.
میلیون‌ها سال چرخه طبیعی پوسته، آنچه که زمانی سطح زمین بود را به عمق گوشته برده است. ترکیب به‌دست‌آمده اکنون تا ۳۰ درصد هسته را پوشش می‌دهد و امواج لرزه‌ای را که زمین‌شناسان برای کاوش در ساختار داخلی زمین استفاده می‌کنند، کندتر می‌کند.
“مدل‌های ما از همرفت گوشته در یک میلیارد سال گذشته نشان می‌دهد که مناطق بزرگ با سرعت پایین می‌توانند به‌طور طبیعی به عنوان نتیجه‌ای از بازیافت پوسته اقیانوسی توسعه یابند”، پانتون و تیمش می‌نویسند و به نظریه‌های رقیب که این ناهنجاری‌ها ناشی از برخورد با زمین حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش است که به تشکیل ماه منجر شد، اعتراض دارند.
ساختار اقیانوس آرام به نظر می‌رسد که ۵۰ درصد پوسته اقیانوسی تازه‌تر در خود دارد نسبت به استان آفریقایی، که این امر تفاوت بیشتری در ترکیب بین استان اقیانوس آرام و گوشته اطراف آن ایجاد می‌کند و همچنین تفاوت قابل توجهی در چگالی آن به‌وجود می‌آورد.
“ما متوجه شدیم که استان بزرگ با سرعت پایین اقیانوس آرام غنی‌تر از پوسته اقیانوسی فرورفته است، که نشان می‌دهد تاریخچه اخیر فرورفتگی زمین این تفاوت را به وجود آورده است”، پانتون می‌گوید.
حلقه آتش معروف اقیانوس آرام که به‌طور مداوم مواد پوسته‌ای را تجدید می‌کند، تیم تحقیقاتی مشکوک است که در این فرآیند نقش داشته باشد.
در مقابل، منطقه اطراف ساختار آفریقایی به‌طور زمین‌شناسی فعال نیست، بنابراین پوسته قدیمی که در آن وجود دارد به‌طور کامل‌تر مخلوط شده است و این ساختار چگالی کمتری دارد.
“اینکه این دو استان بزرگ با سرعت پایین از نظر ترکیب متفاوت هستند اما از نظر دما مشابه‌اند، نکته اصلی داستان است و توضیح می‌دهد چرا آنها از نظر لرزه‌ای مشابه به نظر می‌رسند”، کولمایجر توضیح می‌دهد.
دماهای مختلف این دو ساختار، نسبت به مناطق اطرافشان، بر نحوه پراکندگی حرارت از هسته زمین تاثیر می‌گذارد و این امر به نوبه خود بر همرفت در هسته که میدان مغناطیسی سیاره ما را به‌وجود می‌آورد، تاثیر می‌گذارد.
محققان مشکوک هستند که از آنجا که این دو ساختار در گوشته اجازه نمی‌دهند حرارت هسته به طور یکنواخت از هر دو طرف سیاره خارج شود، ممکن است به عدم تعادل میدان مغناطیسی که ویژگی‌های حیات‌پشتیبان جو ما را حفظ می‌کند، کمک کنند.
استان بزرگ با سرعت پایین آفریقا پیش از این در ضعیف شدن میدان مغناطیسی اطرافش دخالت داشته است.
محققان برای درک بهتر تاثیرات این عدم تقارن عمیق زمین، به داده‌های بیشتری مانند مشاهدات از میدان گرانشی زمین نیاز دارند.
این تحقیق در مجله Scientific Reports منتشر شده است.
