Bilim insanları, 35 yılı aşkın sürede kaydedilen 2 milyondan fazla sismik veriyi yapay zekâ yardımıyla inceleyerek Dünya’nın çekirdek-manto sınırına yakın bölgelerinde daha önce ayrıntılı biçimde belgelenmemiş altı alan belirledi.
Araştırmacılara göre bulgular, gezegenin derin iç yapısının sanılandan çok daha karmaşık olabileceğini gösteriyor.
Dünya’nın Derinliklerinde Erişilmez Alanlar
Dünya’nın yaklaşık 2 bin 900 kilometre derinliğinde, katı mantonun sıvı dış çekirdekle buluştuğu bölge, gezegenin en erişilmez ve karmaşık alanlarından biri olarak kabul edilmektedir.
Bu derinliklere doğrudan ulaşmak mümkün olmadığı için bilim insanları, depremlerin oluşturduğu sismik dalgaları kullanarak Dünya’nın iç yapısını haritalandırmaktadır.
Yapay Zekâ ile Sismik Verilerin Analizi
ScienceAlert’in aktardığına göre, Journal of Geophysical Research: Solid Earth dergisinde yayımlanan yeni araştırmada Çin Bilimler Akademisi’nden bilim insanları, 1990-2024 yılları arasında meydana gelen yaklaşık 5 bin depremden elde edilen 2 milyondan fazla sismik kaydı makine öğrenmesiyle analiz etti.
Çalışmada yaklaşık 175 bin zayıf sismik sinyal tespit edildi. Araştırmacılar bu veriler sayesinde çekirdek-manto sınırına yakın bölgelerde daha önce yeterince incelenmemiş altı alanın küçük ölçekli ve sıra dışı yapılara ev sahipliği yapabileceğini belirledi.
PKP Dalgaları ve Sinyal Tespiti
Araştırma, “PKP öncüleri” olarak bilinen özel sismik dalgalara odaklandı. Deprem sırasında oluşan sismik dalgalar, Dünya’nın içinden ilerlerken, çekirdek-manto sınırı yakınlarındaki malzemelerin yapısındaki küçük farklılıklarla karşılaştıklarında saçılabiliyor ve ana dalgalardan farklı yollar izleyebiliyor.
Bu nedenle ana sismik sinyalden kısa süre önce kaydedilen zayıf PKP dalgalarının geliş zamanları, gezegenin derinliklerindeki sıra dışı yapıların konumuna ilişkin ipuçları verebiliyor. Ancak bu sinyaller oldukça zayıf olduğu için milyonlarca kayıt içerisinde tek tek bulunmaları son derece zor.
Sonuçlar ve Gelecek Araştırmalar
Araştırmacılar, bu sorunu çözmek için derin öğrenme tabanlı bir sistem geliştirdi. Algoritma önce sismik kayıtları kalite açısından sınıflandırdı, ardından PKP öncü sinyallerinin bulunup bulunmadığını belirledi.
Analiz sonucunda 174 bin 929 yüksek kaliteli PKP öncü sinyali belirlendi. Araştırmacılara göre bu sayı, daha önceki çalışmaların tamamında tespit edilen benzer sinyallerin yaklaşık 10 katına karşılık geliyor. Veri miktarındaki büyük artış, daha önce birbirinden kopuk ve rastlantısal görünen bazı derin yapıların aslında çok daha geniş ve kesintisiz bölgeler oluşturabileceğini gösterdi.
Yapıların Kaynağı Nedir?
Bilim insanları henüz kesin bir yanıt vermiyor. Olasılıklardan biri, tektonik plakaların dalma-batma hareketleri sırasında yüzeyden Dünya’nın derinliklerine taşınan malzemelerin çekirdek-manto sınırında birikmiş olmasıdır.
Daha önceki araştırmalara göre derin mantoda kıtasal ve okyanusal kabuk parçaları, tortullar ve Dünya’nın erken dönemlerinden kalma ilkel manto malzemeleri bulunabiliyor. Hatta bazı araştırmalar, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce Dünya’ya çarparak Ay’ın oluşumuna katkıda bulunduğu düşünülen gökcisminin kalıntılarının bile manto içerisinde bulunabileceğini öne sürüyor.
Termokimyasal Yığınlar Olabilir
Çekirdek-manto sınırındaki aşırı sıcaklık ve basınç altında bu malzemeler kimyasal olarak farklılaşabiliyor, mineral dönüşümleri geçirebiliyor veya kısmen eriyebiliyor. Bunun sonucunda çevresindeki mantodan farklı fiziksel özelliklere sahip küçük bölgeler oluşabiliyor.
Araştırmacılar yeni çalışmada belirlenen yapıların; eski dalma levhası kalıntıları, yerel erime bölgeleri, mineral dönüşümleri ve mantonun derinliklerinde bulunan dev yapılarla etkileşimlerin birleşimi sonucu oluşan “termokimyasal yığınlar” olabileceğini düşünüyor. Ancak ekip, yapıların kökeni konusunda kesin bir sonuca varmak için henüz erken olduğunu vurguluyor.
Depremlerden Volkanik Faaliyetlere Etkisi
Dünya’nın çekirdek-manto sınırındaki farklı yapıların anlaşılması yalnızca gezegenin geçmişine ilişkin bilgi sağlamıyor. Bu bölgelerdeki malzemelerin özellikleri, mantonun hareketlerini ve sıcak magmanın yüzeye doğru nasıl taşındığını da etkileyebilir.
Dolayısıyla elde edilen veriler uzun vadede volkanik faaliyetlerin, tektonik plakaların gelişiminin ve hatta Dünya’nın manyetik alanındaki bazı değişimlerin daha iyi anlaşılmasına katkı sağlayabilir. Araştırmacılar, yeni oluşturulan veri setinin genişlemeye devam etmesiyle Dünya’nın en alt manto katmanının çok daha ayrıntılı modellerinin çıkarılabileceğini belirtiyor.
