A kutatók hat, korábban soha nem azonosított különös területet fedeztek fel mélyen a Föld belsejében, a földköpeny és a külső mag határának közelében, mintegy 2900 kilométerrel a felszín alatt. A Kínai Tudományos Akadémia kutatói több mint kétmillió, három és fél évtized alatt rögzített földrengésadatot vizsgáltak át gépi tanulás segítségével, és csaknem 175 ezer rendkívül gyenge szeizmikus jelet azonosítottak. Ezek alapján olyan kisebb léptékű szerkezeteket sikerült feltérképezniük, amelyekről korábban nem tudtak. A vizsgálat eredményeként elkészült egy átfogó globális térkép is, amely arra utal, hogy a köpeny legmélyebb részében található furcsa képződmények jóval kiterjedtebbek lehetnek, mint eddig gondolták – írja a ScienceAlert.
A kutatás során egy különleges szeizmikus hullámtípust, az úgynevezett PKP-előjeleket vizsgálták. Ezek nagyon gyenge hullámok, amelyek valamivel az erősebb PKIKP szeizmikus hullámok előtt érkeznek meg a mérőállomásokhoz. Amikor egy földrengés hullámai áthaladnak a bolygó belsején, a mag és a köpeny határán található anyag kisebb eltérései szétszórhatják őket, így egyes hullámok más útvonalon haladnak tovább. A PKP-hullámok áthaladnak a folyékony külső magon, de nem haladnak keresztül a szilárd belső magon. Érkezési idejük elemzésével ezért a kutatók olyan struktúrákat is érzékelhetnek, amelyek közvetlenül természetesen nem figyelhetők meg.
Ezeknek a rendkívül halvány jeleknek a megtalálása korábban hatalmas munkát jelentett, mivel a szeizmikus felvételeket nagyrészt manuálisan kellett átvizsgálni. A mostani kutatásban ezért mélytanulási rendszert alkalmaztak, amely csaknem ötezer, 1990 és 2024 között bekövetkezett földrengés több millió szeizmikus hullámformáját elemezte. Az algoritmus először minőség szerint osztályozta a felvételeket, majd megkereste bennük a PKP-előjeleket. A kutatók az algoritmus hibáit kézzel ellenőrizték és javították, majd ezeket az információkat visszatáplálták a rendszerbe. Végül 174 929 jó minőségű PKP-előjelet sikerült azonosítani, ami több mint tízszerese a korábbi vizsgálatok összesített adatainak.
A hatalmas adatmennyiségnek köszönhetően az is kiderült, hogy azok a mélyben található képződmények, amelyeket korábban elszigetelt, véletlenszerű foltoknak gondoltak, bizonyos esetekben sokkal nagyobb, összefüggő övezeteket alkothatnak. A kutatók hat olyan új területet – B1-től B6-ig – azonosítottak, amelyekben jelentős, mélyen fekvő szeizmikus szóró struktúrák lehetnek. Ezek között a magas földrajzi szélességű Eurázsia, Közép-Ázsia és a Dél-Atlanti-óceán alatti térségek is szerepelnek.
A kutatók szerint ezeknek a képződményeknek rendkívül ősi eredetük lehet. Egy részük olyan anyagból származhat, amelyet a szubdukció során a tektonikus lemezek mozgása húzott egyre mélyebbre a Föld belsejébe. A mély köpenyben többek között kontinentális kéregből, üledékekből, óceáni kéregből és ősi köpenyanyagból származó anyagok lehetnek. A ScienceAlert által ismertetett kutatások szerint még annak az égitestnek a maradványai is jelen lehetnek a Föld mélyén, amely a feltételezések szerint évmilliárdokkal ezelőtt összeütközött bolygónkkal, és amelynek ütközéséhez a Hold kialakulását kötik.
A mag és a köpeny határán uralkodó óriási nyomás és hőmérséklet hatására ezek az anyagok kémiailag átalakulhatnak, ásványi szerkezetük megváltozhat vagy részben megolvadhatnak. Így olyan területek alakulhatnak ki, amelyek fizikai tulajdonságai jelentősen különböznek a körülöttük lévő köpeny anyagától. A kutatók óvatos értelmezése szerint az újonnan azonosított struktúrák úgynevezett termokémiai felhalmozódások lehetnek, amelyek több különböző folyamat – például korábban alábukott kőzetlemezek maradványai, helyi részleges olvadás, ásványi átalakulások és a már ismert hatalmas, alacsony szeizmikus sebességű tartományokkal való kölcsönhatások – eredményeként jöhettek létre.
Ezek a mélyben rejtőző szerkezetek befolyásolhatják a földköpeny mozgását és azt is, hogyan viselkedik a magma a vulkánok vagy a mélytengeri hátságok alatt. A kutatók szerint tanulmányozásuk emellett információkat adhat a tektonikus lemezek kialakulásáról és a Föld mágneses terének egyes egyenetlenségeiről is. A most azonosított hat új terület ezért a Föld mélyének jövőbeli, nagyobb felbontású vizsgálatainak kiemelt célpontja lehet. A kutatás eredményeit a Journal of Geophysical Research: Solid Earth folyóiratban publikálták.
