Sosem látott képződmények rejtőznek a Föld mélyén

A Föld mélyebb rétegeit pusztán fúrásokkal lehetetlen vizsgálni. A földrengések keltette szeizmikus hullámok azonban áthaladnak a bolygó különböző rétegein, és ha eltérő összetételű anyagba ütköznek, szétszóródnak, illetve irányt váltanak. A kutatók e hullámok terjedéséből és érkezési idejéből tudnak következtetni a mélyben rejtőző alakzatokra.

Föld mélye, földköpeny, földmag, külső mag, belső mag, Föld belső szerkezete, bolygónk rétegei — A Föld mélye réteges szerkezetű: a földköpeny alatt található a folyékony külső és a szilárd belső mag.
Fotó: KATERYNA KON/SCIENCE PHOTO LIBRA / KKO

Több mint kétmillió felvétel elemzésével próbálták megfejteni, mit rejt a Föld mélye

A Kínai Tudományos Akadémia kutatói egy gépi tanulási algoritmus segítségével vizsgálták csaknem ötezer, 1990 és 2024 között történt földrengés adatait. A Journal of Geophysical Research: Solid Earth című folyóiratban publikált tanulmányhoz több mint kétmillió szeizmikus felvételt dolgoztak fel.

Az algoritmus első lépésben minőség szerint osztályozta a felvételeket, majd megvizsgálta, hogy tartalmaznak-e úgynevezett PKP-prekurzor hullámokat. A kutatók manuálisan is ellenőrizték és javították a mesterségesintelligencia-modell esetleges hibáit, a pontosított adatokat pedig a tanítási folyamat során visszatáplálták az algoritmusba.

A PKP-prekurzorok olyan halvány szeizmikus hullámok, amelyek áthaladnak a Föld folyékony külső magján, de a szilárd belső magon nem. Ha a földköpeny és a földmag mintegy 2900 kilométer mélyen húzódó határán eltérő összetételű anyagba ütköznek, szétszóródnak. Emiatt ezek a hullámok a sokkal erősebb, fő PKIKP-hullámokat megelőzve érhetik el a mérőállomásokat.

A rendszer összesen 174 929 kiváló minőségű PKP-prekurzor jelet azonosított, ami több mint tízszerese annak a mennyiségnek, mint amennyit a korábbi kutatások során összesen találtak.

Összefüggő szerkezetek a mélyben

A földköpeny legalsó részéről készült régebbi térképek többnyire elszigetelt, látszólag véletlenszerűen elhelyezkedő szerkezeteket mutattak. A jóval nagyobb, kibővített adathalmazból azonban kiderült, hogy ezek a foltok sokszor nagyobb, összefüggő övekhez tartoznak.

A kutatók hat olyan új területet (zónát) is azonosítottak, ahol feltehetően jelentős, korábban ismeretlen anyagbeli eltérések találhatók. Ilyen régiók húzódnak például a magasabb szélességi körökön fekvő Eurázsia, Közép-Ázsia és a Dél-Atlanti-óceán térsége alatt.

Mivel a korábbi vizsgálatok során alig állt rendelkezésre adat ezekről a régiókról, a kutatók szerint a jövőben érdemes lesz kiemelten, nagy felbontású szeizmikus eszközökkel tanulmányozni őket.