Οι επιστήμονες γνωρίζουν ήδη ότι οι ζώνες εξαιρετικά χαμηλής ταχύτητας (ULVZs) βρίσκονται κοντά σε καυτά σημεία — περιοχές του μανδύα όπου το ζεστό μάγμα ανεβαίνει, σχηματίζοντας ηφαιστειακές αλυσίδες νησιών όπως η Χαβάη.
Ωστόσο, οι μυστηριώδεις σεισμικές δονήσεις υποδηλώνουν ότι αυτά τα χαρακτηριστικά μπορεί να είναι ευρέως διαδεδομένα.
Οι ULVZs, οι οποίες βρίσκονται στον κάτω μανδύα κοντά στο όριο πυρήνα-μανδύα, μπορούν να επιβραδύνουν τις σεισμικές δονήσεις έως και 50%. Αυτό είναι αξιοσημείωτο, δήλωσε ο Michael Thorne, γεωλόγος και γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα.
«Αυτά είναι μερικά από τα πιο ακραία χαρακτηριστικά που βλέπουμε μέσα στον πλανήτη», δήλωσε ο Thorne στο Live Science. Και δεν ξέρουμε τι είναι, από πού προέρχονται, από τι αποτελούνται, [ή] ποιο ρόλο παίζουν μέσα στη Γη.»
Τι είναι οι ULVZs;
Όταν ξεκίνησε την νέα έρευνά του, ο Thorne δεν σκεφτόταν τις ULVZs. Αντίθετα, τον ενδιέφερε ένα άλλο μυστήριο του μανδύα. Πολύ μεγάλες σεισμικές δονήσεις, όπως αυτές που συμβαίνουν στις ζώνες υποβύθισης όπου μια τεκτονική πλάκα γλιστρά κάτω από μια άλλη, απελευθερώνουν ισχυρές δονήσεις.
Ορισμένες από αυτές τις λεγόμενες PKP δονήσεις διασχίζουν τον μανδύα, τον υγρό εξωτερικό πυρήνα και ξανά τον μανδύα στην πορεία τους προς την αντίθετη πλευρά του πλανήτη από όπου προήλθαν. Αυτές οι δονήσεις μερικές φορές προηγούνται μιας άλλης παράξενης δόνησης, την προδρόμια PKP δόνηση.
Η προδρόμια PKP δόνηση φτάνει πριν από την κύρια δόνηση μετά την αναπήδηση από μυστηριώδη χαρακτηριστικά στον κάτω μανδύα.
Για να εντοπίσουν αυτά τα χαρακτηριστικά, ο Thorne και οι συνεργάτες του δημιούργησαν ένα υπολογιστικό μοντέλο του μανδύα της Γης, στο οποίο πρόσθεσαν περιοχές που άλλαξαν την ταχύτητα των δονήσεων. Βρήκαν προβλέψιμα μοτίβα σχετικά με την ταχύτητα των PKP δονήσεων.
Ανάλυση σεισμικών δεδομένων
Η ομάδα αναζήτησε παρόμοια μοτίβα σε πραγματικά σεισμικά δεδομένα. Χρησιμοποίησαν δεδομένα από 58 βαθιές σεισμικές δονήσεις με μεγέθη άνω των 5.8 κοντά στη Νέα Γουινέα που συνέβησαν μεταξύ 2008 και 2022.
Οι δονήσεις από αυτές τις σεισμικές εκρήξεις διέσχισαν τον πυρήνα και ανέβηκαν στη Βόρεια Αμερική, όπου καταγράφηκαν από το EarthScope, ένα έργο που εγκατέστησε φορητούς σεισμικούς μετρητές στις Η.Π.Α. μεταξύ 2003 και 2018.
Ενδείξεις για ευρεία παρουσία ULVZs
Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι κάτι επιβράδυνε δραματικά τις σεισμικές δονήσεις ώστε να διασκορπίσουν την ενέργεια τους, είπε ο Thorne. Οι δύο πιθανοί υποψήφιοι ήταν κοιλάδες και ράχες κατά μήκος του ορίου πυρήνα-μανδύα όπου ταξίδευαν οι δονήσεις, ή ULVZs.
Το όριο πυρήνα-μανδύα κάτω από τον δυτικό Ειρηνικό, όπου πέρασαν οι δονήσεις, θεωρείται ότι είναι ομαλό. Ωστόσο, προηγούμενη έρευνα βρήκε μια μεγάλη ULVZ κάτω από τον δυτικό Ειρηνικό, ανατολικά των Φιλιππίνων, επικαλύπτοντας την περιοχή που μελετήθηκε.
Οι ερευνητές βρήκαν επίσης ενδείξεις για ULVZs σε άλλες περιοχές. Η μελέτη ανακάλυψε μικρότερες περιοχές που φαίνεται να είναι περισσότερες ULVZs κάτω από τη Βόρεια Αμερική. Άλλη έρευνα έχει βρει σημάδια ULVZs κάτω από τη Βόρεια Αφρική, την Ανατολική Ασία, την Παπούα Νέα Γουινέα και το Βορειοδυτικό Ειρηνικό.
Μερικές θεωρίες για τις ULVZs
Ορισμένοι ερευνητές έχουν θεωρήσει ότι οι ULVZs μπορεί να είναι τα υπολείμματα γιγαντιαίων αντικειμένων που χτύπησαν τη Γη κατά τη διάρκεια της πρώιμης περιόδου βομβαρδισμού με μετεωρίτες. Ωστόσο, αν οι ULVZs είναι ευρέως διαδεδομένες, αυτό υποδηλώνει ότι δημιουργούνται ενεργά σήμερα, είπε ο Thorne.
Υποπτεύεται ότι αυτές οι ζώνες μπορεί να είναι περιοχές του ηφαιστειακού βράχου βασάλτης, που σχηματίζεται σε μέσες θαλάσσιες ράχες όπου ο πυθμένας της θάλασσας διαστέλλεται. Όταν αυτός ο βασάλτης καταβυθίζεται στον μανδύα μέσω της υποβύθισης, λιώνει εύκολα και μπορεί να σχηματίσει θύλακες όπου τα σεισμικά κύματα αργούν. Αυτές οι τσέπες θα μπορούσαν στη συνέχεια να ωθηθούν γύρω από τον μανδύα από άλλες πλάκες με υποβύθιση κρούστας, οι οποίες ανακατεύουν τον μανδύα σαν smoothie.
Η καλύτερη κατανόηση αυτών των ULVZs θα μπορούσε να βελτιώσει την κατανόηση των γεωλόγων σχετικά με τα ηφαιστειακά καυτά σημεία καθώς και με την κίνηση του μανδύα.
«Υπάρχουν πολλές ανοιχτές ερωτήσεις για τις οποίες δεν έχουμε ακόμη απαντήσεις», είπε ο Thorne.
