Dünyanın iç yapısını doğrudan gözlemlemek mümkün olmasa da, büyük depremlerin yarattığı sismik dalgalar gezegenin derinliklerine dair önemli bilgiler sunuyor. Çinli araştırmacılar, bu yöntemi kullanarak dünyanın en derin bölgelerinden biri olan manto-dış çekirdek sınırını detaylı bir şekilde inceledi. Çalışma, JGR Solid Earth dergisinde yayımlandı ve dünyanın en alt mantosunda daha önce fark edilmemiş geniş ölçekli heterojenliklerin bulunduğunu ortaya koydu.
Dünyanın iç yapısı kabaca yer kabuğu, manto ve çekirdek olarak üç ana bölüme ayrılır. Yaklaşık 2 bin 900 kilometre derinlikte bulunan manto-dış çekirdek sınırı, çalışmanın odak noktasını oluşturdu. Dış çekirdek, sıvı demir ve nikelden oluşur ve dünyanın manyetik alanının oluşumunda rol oynar. Manto ise katı kaya tabakası gibi görünse de çok yavaş hareket edebilir. Bu iki katmanın buluştuğu noktada sıcaklık ve yoğunluk büyük ölçüde değişir; sınır boyunca sıcaklık farkının yaklaşık 1000 dereceye ulaşabildiği tahmin ediliyor.
Bilim insanları, büyük depremlerin yaydığı ve sismik dalga olarak adlandırılan enerjiyi kullanarak dünyanın iç yapısını haritalandırıyor. Bu dalgalar, gezegenin farklı katmanlarından geçerken hız ve yön değiştiriyor. Dalgaların geçtiği malzemenin yoğunluğu ve yapısı değiştikçe davranışları da farklılaşıyor. Dünyanın farklı noktalarındaki sismik istasyonlar bu dalgaları kaydederek, bilim insanlarının gezegenin derinliklerindeki yapılar hakkında bilgi edinmesini sağlıyor. Bu yöntem, dev bir tomografi sistemine benzetiliyor.
Yeni araştırmada, araştırmacılar sıradan sismik dalgalardan daha zayıf olan ve PKP öncülleri adı verilen özel sinyalleri inceledi. Bu sinyaller, büyük bir depremden kısa süre önce ulaşabilen ve dünyanın derinliklerindeki farklı yapılardan geçerken saçılabilen zayıf titreşimlerdir. Bu saçılmalar, binlerce kilometre aşağıda çevresindeki maddelerden farklı bir yapı bulunduğuna işaret edebiliyor. Ancak bu sinyallerin zayıf olması nedeniyle tespiti zorlayıcı olabiliyor.
Çinli araştırmacılar, milyonlarca sismik kaydı analiz etmek için bir yapay zeka modeli geliştirdi. Model, daha önce uzmanlar tarafından belirlenmiş sinyallerle eğitildi ve 500 depreme ait iki milyondan fazla kaydı inceleyerek 174 bin 929 yüksek kaliteli PKP öncül sinyali otomatik olarak tespit etti. Bu analiz sonucunda, dünyanın derinliklerinde daha önce görülmemiş altı gizemli yapının izi keşfedildi.
