Znanstvenici su dosad u području između Zemljine jezgre i plašta znali tek za rijetke, izolirane anomalije — nova analiza uz pomoć umjetne inteligencije otkrila je šest golemih, neprekinutih pojaseva nepravilnosti na dubini od 2900 kilometara ispod naših nogu.
Budući da je fizički nemoguće izbušiti do granice između jezgre i donjeg plašta, znanstvenici se oslanjaju na seizmičke valove zabilježene tijekom potresa. Međutim, slabi signali koji najviše govore o tom području često su jedva vidljivi u buci. Umjesto mukotrpnog ručnog pretraživanja milijuna zapisa, tim istraživača razvio je sustav dubokog učenja koji je analizirao više od dva milijuna seizmoloških snimki prikupljenih diljem svijeta između 1990. i 2024. godine.
Deset puta više signala nego u svim dosadašnjim istraživanjima
Ono što je nekad zahtijevalo godine rada, sada je odrađeno algoritmom. Sustav je izdvojio 174.929 signala takozvanih PKP prekursora — otprilike deset puta više nego što je ukupno prikupljeno u svim dosadašnjim globalnim bazama podataka. Ti slabi valovi, koji stižu nekoliko sekundi prije jačih seizmičkih valova, otkrivaju područja različite temperature ili kemijskog sastava na granici jezgre i plašta.
Rezultat su karte koje povezuju ranije izolirane točke u šest širokih pojaseva heterogenosti. Oni se protežu ispod Sjevernog Atlantika, sjeverne Euroazije, Južnog Atlantika, južne Afrike, Pacifika i područja oko Antarktike. Riječ je o najgušćoj i prostorno najpotpunijoj karti raspršenja na granici jezgre i plašta do sada.
Istraživači napominju da se više područja visoke vjerojatnosti raspršenja preklapa s nezavisno poznatim zonama ultra-niskih brzina, što dodatno potvrđuje njihove rezultate. Smatraju da oblici otkrivenih struktura upućuju na to da je najdublji dio plašta oblikovan mješavinom drevnih subdukcijskih ploča, kemijskog razdvajanja i lokalnog taljenja.
Što to znači za razumijevanje unutrašnjosti planeta?
Granica jezgre i plašta ključna je za kontrolu protoka topline, cirkulaciju plašta i podizanje vulkanskih stupova. Bolje razumijevanje tog područja izravno utječe na poznavanje dinamike i evolucije Zemljine unutrašnjosti. No postavlja se pitanje koje izvor ne postavlja: ako se na tako velikoj dubini nalaze strukture koje smo tek sada sposobni vidjeti u cjelini, koliko su naše trenutne geodinamičke teorije zapravo utemeljene?
Znanstvenici priznaju ograničenja — karte pokazuju vjerojatna područja raspršenja, a ne točne obrise skrivenih struktura. Pokrivenost signalima također je neravnomjerna jer seizmološke stanice i potresi nisu jednoliko raspoređeni diljem planeta. No upravo ta neravnomjernost otvara dodatno pitanje: koliko još struktura postoji u dijelovima Zemlje koje nemamo priliku promatrati?
Buduća istraživanja mogla bi kombinirati novi katalog s drugim vrstama seizmičkih valova kako bi se izoštrile slike granice jezgre i plašta, a guste seizmičke mreže pomogle bi u preciznijem lociranju struktura. Kako autori studije zaključuju, širenje kataloga pružit će temelj za karakterizaciju prostornih i vremenskih varijacija te ponuditi sve bogatija ograničenja za razumijevanje geodinamičkog stanja duboke unutrašnjosti Zemlje.
Najdublja umjetna bušotina na Zemlji je Kola Superdeep Borehole (SG-3) u Rusiji. Dubina: oko 12.262 metra (12,26 km) Bušenje je trajalo od 1970. do 1989. To je samo oko 0,19 % Zemljina radijusa — dakle, nevjerojatno malo u odnosu na veličinu planeta. Na toj dubini temperatura je dosezala približno 180 °C, što je bilo jedan od razloga zašto je daljnje bušenje postalo vrlo teško. Zanimljivo: ljudi su mnogo dublje prodrli u Zemlju kroz rudnike u smislu podzemnih prostora (koje su bušene koso), ali nijedna bušotina nije dosegnula veću vertikalnu dubinu od Kolske. 2900 km ispod naših noguZašto je tamo tako ekstremno?Na toj dubini tlak je oko 1,3 milijuna puta veći od atmosferskog tlaka na površini, a temperatura je nekoliko tisuća stupnjeva. Ipak, iznad granice nalazi se čvrsti plašt. Ispod nje počinje tekuća vanjska jezgra. To je vrlo nagla promjena fizikalnih svojstava. Zamislite da seizmički val putuje kroz stijenu i odjednom… Čitaj više »