کشف تعداد زیادی از ساختارهای عجیب و عظیم در اطراف هسته زمین

با استفاده از تکنیک‌های جدید، محققان اطلاعات مهمی را در مورد برخی ساختارهای عجیب، ناشناخته و فوق‌العاده بزرگ در مرز بین هسته زمین و گوشته سیاره کشف کرده‌اند.

تازه‌ترین بررسی‌های دانشمندان در مورد داده‌های جمع‌آوری‌ شده از لرزه‌نگارها و تجهیزات بررسی زمین لرزه، نشان داده که ساختارهایی عظیم و عجیبی در اطراف هسته زمین وجود دارند و برخلاف آنچه از قبل تصور می‌شد، تعداد آن‌ها بسیار بیشتر است. گفته شده که این ساختارهای ناشناخته به شکل حجم‌های فوق‌العاده بزرگی از مواد داغ و فشرده هستند و با وجود ابعاد شگفت‌انگیز خود که گاهی به اندازه قاره‌های سطح سیاره بزرگ می‌شوند، در مرز بین گوشته زمین و هسته قرار دارند.

البته تا به امروز کسی نمی‌داند که حجم‌های مورد نظر دقیقا چه ماهیتی دارند؛ برخی دانشمندان می‌گویند که این ساختارها ماگما بوده و یا از آهن مذابی تشکیل شده‌اند که از هسته نشت کرده است. با این حال، با پیدا کردن محل آن‌ها و تهیه نقشه‌های دقیقی در مورد این پدیده، احتمال پی بردن به ماهیت ساختارها وجود داشته و اتفاقات زیر پوسته زمین هم برای ما قابل‌درک‌تر خواهد شد.

کاوش هسته زمین

مرز هسته زمین حدودا از 2900 کیلومتری زیر سطح سیاره آغاز می‌شود و به همین دلیل توانایی بررسی مستقیم این بخش از محل زندگی ما عملا غیرممکن است. با این حال زمین با نوعی سیستم طبیعی به نام زلزله، برای آشکار کردن اطلاعات درونی خود ساخته شده و بررسی این پدیده اطلاعات مهمی را در اختیار دانشمندان می‌گذارد.

با آنالیز نحوه انتشار لرزه‌ها و زلزله‌ها در مواد مختلف، دانشمندان در طول دهه‌ها تحقیق توانسته‌اند نقشه‌ای ارزشمند از وضعیت زیر پوسته زمین تهیه کنند و از همین طریق بود که چند ده سال پیش، برای اولین بار وجود ساختارهای عظیم مورد نظر در مرز بین هسته و گوشته سیاره تایید شد.

با این حال زمین‌لرزه‌ها آن‌چنان هم که تصور می‌شود، ابزار دقیق و جامعی برای بررسی وضعیت سیاره نیستند و محدودیت‌های بسیاری را با خود به همراه دارند. به عنوان مثال دانشمندان برای بهره‌برداری از اطلاعات فراهم شده توسط این پدیده باید تا وقوع یک زلزله صبر کنند. از طرف دیگر هر زمین‌لرزه تنها منطقه کوچکی را تحت تاثیر قرار می‌دهد و گاهی اوقات سیگنال‌های ضعیف‌تر زلزله‌ها در بین سیگنال‌های قوی‌تر گم می‌شوند.

به همین دلیل محققان دانشگاه جانز هاپکینز، دانشگاه مریلند و دانشگاه تل‌آویو برای کاوش وضعیت هسته زمین سراغ منبع دیگری رفتند؛ ستاره‌ها! به بیان دقیق‌تر ابزار مورد استفاده این دانشمندان نوعی الگوریتم بوده که معمولا برای تحلیل داده‌های ستاره شناسی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ابزار برای کشف الگوها در داده‌های ستاره شناسی طراحی شده و وقتی محققان به اندازه 3 دهه داده‌های لرزه‌نگاری را به الگوریتم وارد کردند، الگوهای شگفت‌انگیزی کشف شد.

روشی جدید برای جستجو

نکته جالب‌توجه در مورد ساختار عظیم و ناشناخته مدنظر دانشمندان در اطراف هسته زمین توانایی این مناطق در کاهش سرعت امواج زمین‌لرزه است. با در نظر گرفتن این مسئله محققان اطلاعات چیزی در حدود 7 هزار لرزه‌نگاشت از یک نوع خاص موج لرزه‌ای را در داخل الگوریتم آنالیز ستاره‌ها قرار دادند و از این طریق به دنبال نشانه‌هایی از کاهش سرعت امواج گشتند.

ایده اصلی این بود که شاید در طول سال‌های گذشته و به خاطر بررسی‌های جزئی دانشمندان اطلاعاتی از قلم افتاده باشد و شاید بتوان با بررسی کلی داده‌ها و جستجو برای الگوهای خاص، به نتایج بهتری رسید. همان‌طور که انتظار می‌رود، الگوریتم مورد نظر این نتایج شگفت‌انگیز را به دانشمندان داد.

دیون کیم (Doyeon Kim)، زمین شناسی از دانشگاه مریلند می‌گوید که با بررسی هزاران بازتاب حاصل شده از رسیدن امواج لرزه‌ای به مرز هسته زمین زاویه دید جدیدی در اختیار او و همکارانش قرار گرفت. این پیشرفت علمی نشان داد که ساختارهای عجیب مورد نظر در انتهای گوشته زمین بسیار بیشتر از تصورات پیشین دانشمندان هستند و تنها به واسطه محدود بودن ابزار تحقیقاتی گذشته، کشف این ساختارها اتفاق نسبتا نادری بود.

به عنوان مثال تکنیک جدید مورد استفاده کیم و همکارانش امکان کشف ساختارهایی در زیر جزایر مارکیز (Marquesas Islands) در جنوب اقیانوس آرام را فراهم کرد و همچنین دیده شد که ساختارهای قرار گرفته در زیر منطقه هاوایی آمریکا که چندین سال پیش وجود آن‌ها تایید شده بود، بازتاب‌های بسیار قوی‌تر و بلندتری نسبت به مناطق دیگر داشتند. این نشان می‌دهد که ساختارهای هاوایی بسیار بزرگ‌تر از آن چیزی هستند که قبلا تصور می‌شد.

تحقیقات آینده

ودران لکیک (Vedran Lekić)، زمین شناس دیگری از دانشگاه مریلند در این رابطه می‌گوید که تقریبا در 40 درصد از مسیر لرزه‌های مورد آنالیز، کاهش سرعت امواج لرزه‌ای دیده شد و این نشان می‌دهد که سطح زیادی از اطراف هسته زمین با ساختارهای عجیب و ناشناخته مورد نظر پوشیده شده‌اند.

اما نکته دیگر این بوده که تیم کیم و دانشمندان دانشگاه‌های دیگر از الگوریتم مورد نظر تنها برای آنالیز داده‌های یک نوع خاص از امواج و یک فرکانس مشخص استفاده کرده‌اند و انتظار می‌رود که با بررسی وضعیت دیگر امواج موجود و فرکانس‌های متفاوت، اطلاعات دقیق‌تری در این رابطه جمع‌آوری شود.

به این ترتیب نقشه‌ای دقیق‌تر از وضعیت ساختارهای عجیب کشف شده به دست می‌آید و در نهایت، با پیدا کردن دما و جزئیات شیمیایی این پدیده، امکان حل کردن معمای ساختارها فراهم می‌شود. جزئیات تحقیقات این دانشمندان در مورد هسته زمین در ژورنال “Science” منتشر شده است.