Analiza fal sejsmicznych wywoływanych trzęsieniami Ziemi wskazuje bardzo wyraźnie różne wzorce propagacji fal przechodzących przez głębokie wnętrze Ziemi. Naukowcy przypuszczają, że zmiany prędkości fal w czasie podróży przez objętość naszej planety spowodowane są anomaliami termicznymi lub różnym składem chemicznym skał, przez które przechodzą.
Autorów najnowszego opracowania szczególnie zaskoczyło zachowanie fal sejsmicznych głęboko pod Oceanem Spokojnym. Wskazuje ono bowiem na obecność struktur, które różnią się składem od otaczającego je płaszcza Ziemi. Wszystko wskazuje, że obszary te charakteryzują się niższymi temperaturami i innym składem chemicznym od ogólnej objętości płaszcza. Powstaje zatem pytanie o to, czym tak naprawdę te struktury są.
Czytaj także: Wnętrze Ziemi wypełnione jest tajemniczymi obiektami. Są one dosłownie wszędzie
Takie struktury pod Oceanem Spokojnym nie powinny istnieć
Zazwyczaj w takim przypadku naukowcy zakładają, że obserwowane przez nich struktury to pozostałości po płytach tektonicznych, które opadły w głąb Ziemi w strefie subdukcji, po tym jak wsunęły się pod inną płytę tektoniczną. Problem w tym jednak, że Ocean Spokojny leży na jednej, rozległej płycie tektonicznej, a tym samym nie ma mechanizmu, który wepchnąłby pod niego szczątki innej, odległej płyty tektonicznej. Ta sprzeczność podważa panujące teorie i zmusza naukowców do poszukiwania alternatywnych wyjaśnień.
Badacze w swojej pracy zaoferowali kilka hipotez, które mogłyby wyjaśnić te zagadkowe struktury. Jedna z nich mówi, że obserwowane anomalie mogą w rzeczywistości być materią bogatą w krzemionkę, która powstała na wczesnym etapie formowania się Ziemi i nie poddała się konwekcji materii wewnątrz Ziemi, pozostając na miejscu przez całe cztery miliardy lat. Alternatywnie, mogą to być strefy, w których bogate w żelazo skały gromadziły się przez miliardy lat, transportowane tam przez konwekcję materii w płaszczu.
Cały problem z takimi badaniami polega na tym, że naukowcy wciąż muszą opierać się jedynie na prędkości fal sejsmicznych. Nie mamy obecnie innego sposobu badania płaszcza, a to jedyne, które mamy, wiąże się ze sporymi ograniczeniami.
Dążenie do zrozumienia tych głęboko osadzonych struktur wykracza poza Ocean Spokojny. Geolodzy stosują obecnie podobne techniki, aby badać inne obszary płaszcza Ziemi, starając się rozwikłać wewnętrzną architekturę planety i jej ewolucję w skali geologicznej.
Czytaj także: Wnętrze Ziemi się zmienia. Odpowiada za to coś, co dociera tam z powierzchni planety
Ostatnie postępy w tomografii sejsmicznej pozwoliły naukowcom zajrzeć nieco głębiej w płaszcz Ziemi. Dzięki temu udało się ujawnić niezwykle skomplikowaną sieć struktur pod oceanami. Badacze podejrzewają, że są to swoiste wypiętrzenia na styku jądra i płaszcza Ziemi. W miejscach tych miałyby się wznosić przez płaszcz gigantyczne kolumny gorących skał.
Jedną ze szczególnie intrygujących cech jest obecność „stref ultraniskiej prędkości” (ULVZ) u podstawy płaszcza. Uważa się, że strefy te, charakteryzujące się znacznie zmniejszoną prędkością fal sejsmicznych, składają się z częściowo stopionej skały, prawdopodobnie wzbogaconej w żelazo i inne ciężkie pierwiastki. ULVZ mogą odgrywać kluczową rolę w generowaniu pola magnetycznego Ziemi i przenoszeniu ciepła z jądra na powierzchnię.
Odkrycie zagadkowych struktur pod Oceanem Spokojnym otworzyło nowe ścieżki badań w świecie nauk o Ziemi. Trwająca eksploracja płaszcza Ziemi obiecuje dostarczyć dalszych informacji na temat dynamicznej natury planety i sił, które rządzą jej wnętrzem.