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コウモリのようなエコーロケーションを使用して、地球のコアの近くで検出された不思議な構造

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私たちの惑星の固いマントルと溶けたコアを隔てる広大な地域は、ジュール・ヴェルヌの1864年の小説のように、野生のSFの運賃でのみ探求される神秘的な領域です。 地球の中心への旅 または少し野心的な2003年のハリウッドの長編映画 コア



今からの科学者のチーム メリーランド大学 地震波のエコーとそれらが太平洋海盆の下をどのように移動するかをターゲットにすると、コアとマントルの境界にある地殻の深部に生息するいくつかの啓発的で説明のつかない構造が明らかになりました。

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オンライン科学ジャーナルで6月12日に公開された新しい研究で概説されているように 化学 、メリーランド大学の研究者は、コウモリやイルカが使用するのと同様のエコーロケーションの方法を複製しました。ここで彼らは、数百の地震を使用して最初の同時地震記象実験を行い、残響の兆候を特定し、惑星のニッケル鉄の心臓の近くに予想外の数の広範囲に集まった構造物を検出しました。







チャート1

クレジット:Doyeon Kim / University of Maryland

異常に密集した高温の岩石のこれらの不均一な領域は、コアとマントルの境界にあるものの理解における大きな変化を表しています。科学者はこれらの構造の構成をまだ確信しておらず、以前の研究ではそれらのまばらな見方しか提供されていませんでした。最近の発見は、プレートテクトニクスが初期の惑星の発達においてどのように機能したかについての新しい理論を提供するでしょう。なぜなら、その以前の研究はこの地球内部ゾーンの詳細をほとんど示さなかったからです。

「通常行われているように一度に数個に焦点を合わせるのではなく、一度に数千のコア-マントル境界エコーを調べることで、まったく新しい視点が得られました」と説明しました。 キム・ドヨン 、UMD地質学部のポスドクであり、研究の筆頭著者。 「これは、コア-マントル境界領域にこれらのエコーを生成できる構造がたくさんあることを示しています。これは、視野が狭いため、以前は気づかなかったことです。」

地球物理学者は、太平洋海盆の下を伝わる地震波エコーの特定の波形に焦点を合わせました。彼らの分析は、南太平洋の火山性マルケサス諸島の下にあるこれまで知られていなかった構造を明らかにしました。





チャート2

クレジット:ゲッティイメージズ

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研究者たちは、シーケンサーと呼ばれる星や銀河を研究するために考案された複雑なアルゴリズムの助けを借りて、地震データの山を検索するために最初に再校正した後、パターンを探す大規模な天文データセットを調べる能力を求めました。

「地球科学における機械学習は急速に成長しており、シーケンサーのような方法により、地震エコーを体系的に検出し、マントルの基部にある構造について新しい洞察を得ることができます。 キムは注意する

シーケンサーは、1つの特徴的なタイプの地震波の7,000近くの地震記象を含む、30年間の情報を取り込んだ後、科学者が以前の分析で見落とした可能性のある超低速ゾーンを反映する地震エコーを探し出し、目を見張るような啓示を発見しました。

地震によって生成された地震波が数千マイル下の地球の腸に脈打つと、これらの波は、岩石の密度、温度、または組成の変化に応じて、シフト、減速、および散乱します。科学者は、さまざまな領域の地震計に衝突するときのこれらのリバウンド信号の移動時間と強度を計算することにより、地表の下に潜む岩石の物理的特性のモデルを作成できます。

図表3

クレジット:Doyeon Kim / University of Maryland

「マルケサス諸島の下に、これまで存在すら知らなかったような大きな特徴を見つけて驚いた」と地質学者は説明した。 ヴェドラン・レキッチ メリーランド大学の。 「これは、シーケンサーアルゴリズムが、これまで不可能だった方法で世界中の地震記象データをコンテキスト化するのにどのように役立つかを示しているため、非常にエキサイティングです。」

0111意味

「すべての地震波経路の約40%でエコーが見つかりました」とLekić氏は付け加えました。 「それは私たちがそれらがよりまれであると予想していたので驚くべきことでした、そしてそれが意味するのはコア-マントル境界の異常な構造が以前に考えられていたよりはるかに広範囲に及んでいるということです。」

この濁ったコアマントル領域で未知の構造をスニッフィングするシーケンサーの適性を示した後、これらの手法は、さまざまな種類の波と周波数を適用して地球内部の高解像度マップを作成することでさらに使用でき、地質学者がこれらの奇妙な密度の高いゾーンを調べることで、地球の進化をよりよく理解できます。