Bilim insanları, yerin yaklaşık 2 bin 900 kilometre altında, daha önce ayrıntılı biçimde haritalanamayan altı farklı bölgenin izini sürdü. Üstelik bu keşif, kazılarla ya da doğrudan gözlemle yapılmadı.
Dünyanın iç yapısını doğrudan gözlemlemek mümkün değil. Ancak büyük depremlerin oluşturduğu sismik dalgalar, gezegenin derinliklerinde neler olup bittiğine ilişkin önemli ipuçları sağlıyor. Çinli araştırmacılar da bu yöntemden yararlanarak, dünyanın en derin bölgelerinden biri olan manto-dış çekirdek sınırını daha ayrıntılı biçimde incelemeyi başardı. Çalışmanın sonuçları JGR Solid Earth dergisinde yayımlandı. Araştırmacılar, elde ettikleri verilerin dünyanın en alt mantosunda daha önce fark edilmemiş geniş ölçekli heterojenliklerin bulunduğunu gösterdiğini belirtti. İşte detaylar…
Dünyanın iç yapısını kabaca üç ana bölümde düşünmek mümkün: En dışta yaşadığımız yer kabuğu, onun altında çok daha kalın olan manto ve merkezde bulunan çekirdek. Ancak çekirdeğin tamamı aynı özelliklere sahip değil. Yaklaşık 2 bin 900 kilometre derinlikte, katı ancak son derece sıcak ve yoğun manto ile sıvı haldeki dış çekirdek karşı karşıya geliyor. Bilim insanlarının yeni çalışmada incelediği bölge de tam olarak bu sınır.
Dış çekirdek ağırlıklı olarak sıvı demir ve nikelden oluşuyor. Buradaki hareketler, dünyanın manyetik alanının oluşmasında önemli rol oynuyor. Manto ise ilk bakışta tamamen katı bir kaya tabakası gibi görünse de milyonlarca yıllık zaman ölçeğinde çok yavaş hareket edebiliyor. Bu iki farklı katmanın buluştuğu noktada sıcaklık ve yoğunluk da büyük ölçüde değişiyor. Sınır boyunca sıcaklık farkının yaklaşık 1000 dereceye ulaşabildiği düşünülüyor.
Bu olağanüstü koşullar, dünyanın derinliklerinde sürekli bir hareket yaşanmasına neden oluyor. Mantodaki çok sıcak malzemenin yukarı doğru hareket etmesiyle oluşan devasa akımlara manto plümleri adı veriliyor. Basitçe söylemek gerekirse bunlar, dünyanın derinliklerinden yukarı doğru yükselen dev sıcak malzeme akımları. Bu hareketlerin yüzeye yakın bölgelerdeki volkanik faaliyetlerle de bağlantısı bulunuyor.
Ancak bilim insanları için asıl soru şu: Bu kadar derinde, çevresindeki maddelerden farklı özellik taşıyan yapılar var mı?
BİLİM İNSANLARI DERİNLİKLERİ NASIL ‘GÖRÜYOR?’
Burada devreye depremler giriyor. Büyük bir deprem meydana geldiğinde ortaya çıkan enerji, Dünyanın içinde dalgalar halinde ilerliyor. Sismik dalga olarak adlandırılan bu titreşimler, gezegenin farklı katmanlarından geçerken hız ve yön değiştiriyor.
Bunun nedeni oldukça basit: Dalgaların geçtiği malzemenin yapısı değiştikçe dalgaların davranışı da değişiyor. Örneğin daha yoğun bir bölgeden geçen bir dalga farklı, sıvı bir tabakadan geçen dalga ise farklı hareket ediyor. Dünyanın farklı noktalarındaki sismik istasyonlar bu dalgaları kaydediyor. Bilim insanları da dalgaların ne kadar sürede ulaştığını, hangi yönde ilerlediğini ve yol boyunca nasıl değiştiğini karşılaştırarak gezegenin binlerce kilometre altındaki yapılar hakkında bilgi çıkarabiliyor.
Bu yöntemi, dünyanın içine bakmak için kullanılan dev bir ‘tomografi’ sistemi gibi düşünmek mümkün. Yeni araştırmada ise bilim insanları sıradan sismik dalgalardan daha zor fark edilen özel bir sinyalin peşine düştü.
Araştırmacıların odaklandığı sinyallere PKP öncülleri adı veriliyor. İsim ilk bakışta oldukça teknik görünse de çalışma açısından önemi basit: Bunlar, büyük bir depremden sonra kaydedilen ana sismik dalgadan kısa süre önce ulaşabilen, çok daha zayıf sinyaller. Bu sinyaller, dünyanın derinliklerinde bulunan küçük ve farklı yapılardan geçerken veya bu yapılara çarparken saçılabiliyor. ‘Saçılma’ burada dalganın yolunun küçük farklılıklarla değişmesi anlamına geliyor.
İşte bilim insanları için önemli olan da bu küçük değişiklikler. Çünkü bir sismik dalganın yolculuğunda meydana gelen çok küçük bir sapma bile, binlerce kilometre aşağıda çevresindeki maddelerden farklı bir yapı bulunduğuna işaret edebiliyor. Fakat PKP öncüllerinin önemli bir dezavantajı var: Çok zayıflar. Bu nedenle milyonlarca sismik kayıt arasında onları tek tek bulmak son derece zor. Araştırmacıların daha önce bu sinyalleri insan eliyle tespit etmeye çalışması hem zaman alıyor hem de gözden kaçan kayıtlar olabiliyordu. Yeni çalışmanın kritik noktası da tam burada ortaya çıktı.
Çinli araştırmacılar, PKP öncüllerini otomatik olarak tespit edebilmek için bir yapay zeka modeli geliştirdi. Model, daha önce uzmanlar tarafından belirlenmiş sismik sinyaller kullanılarak eğitildi. Ardından çok daha büyük bir veri setinin başına geçirildi. Yapay zeka, yaklaşık 5 bin depremden elde edilen 2 milyondan fazla sismik kaydı taradı.
Sonuç ise araştırmacıların daha önce sahip olmadığı büyüklükte bir veri seti ortaya çıkardı. Model, 174 bin 929 yüksek kaliteli PKP öncülü tespit etti. Araştırmacılara göre bu sayı, önceki çalışmaların tamamında belirlenen sinyallerin yaklaşık 10 katı. İşte bu dev veri seti, dünyanın 2 bin 900 kilometre altındaki sınır bölgesinin çok daha ayrıntılı biçimde haritalanmasını mümkün kıldı. Ve harita üzerinde daha önce görülmeyen altı bölge ortaya çıktı.
YERİN 2 BİN 900 KİLOMETRE ALTINDA 6 GİZEMLİ YAPI
Bilim insanlarının tespit ettiği bu altı alan, çevresindeki manto malzemesinden farklı özellikler gösteriyor. Araştırmacılar bu tür farklılıkları heterojenlik olarak adlandırıyor. Heterojenlik kelimesini burada, ‘aynı yapının her yerinde aynı özelliklerin bulunmaması’ şeklinde düşünmek mümkün. Yani bilim insanları, manto içinde çevresindeki malzemeden farklı davranan bölgelerin izini buldu.
Araştırmacılar bu bölgeleri termokimyasal malzeme yığınları olarak tanımlıyor. Bu ifade de oldukça teknik görünse de temel olarak, sıcaklık ve kimyasal bileşim açısından çevresindeki mantodan farklı büyük malzeme topluluklarını anlatıyor. Asıl gizem ise bu yapıların neden farklı olduğu. Bilim insanları henüz bu altı bölgenin tam olarak hangi maddelerden oluştuğunu söyleyemiyor. Ancak iki önemli ihtimal üzerinde duruluyor.
İlk ihtimale göre bu yapılar, dünyanın daha üst katmanlarından çok uzun zaman önce derinliklere taşınan malzemelerin kalıntıları olabilir. Dünyanın içi tamamen hareketsiz bir yapı değil. Gezegenin oluşumundan bu yana malzemeler sürekli olarak farklı derinlikler arasında hareket ediyor. Bazı kaya parçaları ve diğer maddeler, jeolojik süreçler sonucunda zaman içerisinde çok daha derin bölgelere taşınabiliyor.
2 bin 900 kilometre derinlikteki olağanüstü sıcaklık ve basınç altında ise bu malzemeler değişime uğrayabiliyor; kısmen eriyebiliyor veya içerdikleri mineraller farklı yapılara dönüşebiliyor. Bu nedenle bugün sismik dalgalarla tespit edilen yapıların, dünyanın çok eski dönemlerinden kalmış malzemeler olması ihtimali bulunuyor. Fakat araştırmayı daha da ilginç hale getiren başka bir ihtimal var. Bu yapıların bir bölümünün, Ay’ın oluşumuna yol açtığı düşünülen dev çarpışmayla bağlantılı olabileceği öne sürülüyor.
Bilim insanları, binlerce kilometre derinlikteki bu bölgeleri, büyük depremlerin dünyanın içinden gönderdiği titreşimleri inceleyerek tespit etti. Orta çıkan sonuçlar ilgi çekici…
Kaynak: Hürriyet
