تخيل هيكلين عملاقين، بحجم قارات، مخفيين تحت سطح الأرض! 🚀 اكتشف علماء الزلازل أدلة جديدة مثيرة حول هذين الهيكلين الغامضين، ما قد يُحدث ثورة في فهمنا لجيولوجيا الكوكب.

في ثمانينيات القرن الماضي، كشفت بيانات الزلازل عن هذين الكتلتين الضخمتين في عباءة الأرض، على عمق آلاف الكيلومترات تحت المحيط الهادئ وأفريقيا. 🧐

قام فريق بحثي دولي من هولندا والولايات المتحدة بدراسة مُفصلة لهذين الهيكلين. ولم يكتفوا بقياس سرعة الموجات الزلزالية (كما فعلت الأبحاث السابقة)، بل راقبوا أيضًا مقدار الطاقة التي تفقدها هذه الموجات أثناء مرورها عبر الكتلتين. 🤔

فوجئوا! لاحظوا أن الموجات الزلزالية تفقد قدرًا ضئيلاً جدًا من الطاقة عند عبورها هذين الهيكلين. هذا يعني أن المعادن المكونة لهما تتكون من “حبيبات” أكبر مما كان متوقعًا! 🎉 وهذا يدل على أن هذين الهيكلين قديمين ومستقرين بشكل غير متوقع، مما يشير إلى أن الوشاح لا يتحرك بنفس القدر الذي تظهره الكتب الجيولوجية التقليدية.

كيف يرى العلماء باطن الأرض؟ بواسطة الموجات الزلزالية! زلزال كبير يُحدث اهتزازًا في الكوكب كجرس عملاق، يُرسل موجات زلزالية تتدفق عبر الكوكب. 🌍 تستقبل أجهزة الكشف حول العالم هذه الإشارات، ما يكشف عن هياكل مخفية بعمق.

تنتقل الموجات الزلزالية عبر المواد المختلفة بسرعات مختلفة. قياس سرعة تسارعها وتباطؤها يُخبر العلماء بما تتكون منه تلك المناطق والطبقات. 🔬

بهذه الطريقة، تم تحديد هذه البقع الكبيرة الغريبة لأول مرة منذ عقود. لاحظ العلماء أن موجات الزلازل تتباطأ بشكل كبير في هذه المناطق، مما أكسبها الاسم العلمي الغريب “مناطق انخفاض سرعة الموجات الزلزالية الكبيرة” (LLSVPs). 🧐 هذا يدل على أن هذه المناطق أكثر سخونة بكثير من الوشاح المحيط بها.

“تحيط بهذه الجزيرتين الكبيرتين مقبرة من الصفائح التكتونية التي تم نقلها بواسطة عملية تسمى ‘الانزلاق’. تغوص إحدى الصفائح تحت الأخرى و تنزل حتى عمق يقارب 3000 كيلومتر.” يقول أروان ديوس، عالم الزلازل في جامعة أوترخت.

لكن سرعات الموجات الزلزالية وحدها لا تكفي لمعرفة كل شيء. هل هذه LLSVPs اضطرابات حرارية قصيرة العمر، أم كتلاً أطول عمراً ذات تركيب مختلف؟

لإجابة هذا السؤال، استخدم الفريق بيانات اهتزاز الأرض من 104 زلزال سابق لإنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد مُفصّل للعباءة العلوية والسُفلى. ركزوا بشكل خاص على بيانات امتصاص الموجات (كمية الطاقة التي تفقدها أثناء مرورها عبر مناطق مختلفة).

فوجئوا! وجدوا أن مناطق انخفاض سرعة الموجات الزلزالية (LLSVPs) ضعيفة للغاية في الامتصاص مقارنة بالصفائح في المقبرة القريبة. هذا يشير إلى أن LLSVPs ليست مجرد انحرافات في درجة الحرارة، بل انحرافات في التركيب الكيميائي أيضًا. ربما يكون المفتاح هو حجم حبيبات المعدن التي تُكوّن المادة.

“تُكوّن الصفائح التكتونية المتَحركة حبيبات صغيرة لأنها تُعيد بلورتها أثناء رحلتها العميقة داخل الأرض.” يقول دايوس.

“حجم الحبيبات الصغير يعني عددًا أكبر من الحبيبات، وبالتالي عددًا أكبر من الحدود بين الحبيبات. ومع المزيد من حدود الحبيبات، تزداد الطاقة المُمتصة. لكن طبقات LLSVP تُظهر القليل جدًا من التخميد، مما يعني أنها يجب أن تتكون من حبيبات أكبر بكثير.”

من بين النظريات الرائدة حول أصل LLSVPs أنها قطع من الصفائح التكتونية القديمة، بالنظر إلى قربها من ما يُسمى بـ “مقبرة الصفائح”. لكن الاختلافات في حجم الحبيبات ودرجة الحرارة تشير إلى خلاف ذلك.

ربما تكون LLSVPs بقايا من كوكب بدائي اصطدم بالأرض المبكرة قبل مليارات السنين، مما أدى إلى ولادة القمر! 🌕

مهما كان أصلها، فإن صلابتها تُشير إلى أن الوشاح ليس مختلطًا جيدًا كما كان يُعتقد سابقًا.

“بعد كل شيء، يجب أن تتمكن LLSVPs من البقاء على قيد الحياة في دوران الوشاح بطريقة أو بأخرى.” يقول عالم الزلازل من أوترخت والمؤلف الأول سوجانيا تالافيرا-سوزا.

نُشرت الدراسة في مجلة Nature. رابط الدراسة

المصدر: الموقع الأصلي