تويت
أظهرت دراسة استخدمت تقنية حديثة لتحليل بيانات الزلازل أن كمية المواد الساخنة عالية الكثافة الموجودة بين منطقتي الوشاح ولب الأرض أكبر وأكثر انتشارًا مما أظهرته الدراسات السابقة. ما زلنا لا نعلم مصدر هذه المواد، وهل هي صهارة أم تسرب للحديد المنصهر داخل النواة إلى الخارج أم شيء آخر؟ لذلك نحتاج إلى معلومات أكثر عن تلك المواد لفهم العمليات الجيولوجية التي تحدث في أعماق باطن الأرض.
يمتد عمق نواة الأرض حتى 2900 كيلو متر تحت سطح الأرض، وهو عمق هائل يصعب الوصول إليه. لحسن حظنا تزودنا الزلازل بمعلومات عن باطن الأرض ، فقد مكنت العلماء -من طريق كيفية الاهتزاز وانتشاره- من الحصول على نظرة عامة عن تكوين باطن الأرض ، ومكنتهم من تحديد مناطق المواد شديدة الحرارة في المنطقة بين الوشاح¬¬¬¬¬¬ ولب الأرض على مر عقود.
تتباطأ سرعة موجات الزلازل كلما اقتربنا من النواة، إذ تسبب الحرارة ذوبان المزيد من المواد، لذلك تُسمى تلك المناطق بمناطق السرعة المنخفضة، لكن لا يمكننا الاعتماد على الزلازل بوصفها أداةً لتحديد بيانات عن باطن الأرض ، فهي لا تقدم إلا القليل من المعلومات، وعلينا انتظار قدوم الزلزال لتحليل بياناته، فكل زلزال ينتج نطاقًا ضيقًا، وقد تضيع الإشارات الضعيفة في أثنائه.
لحل تلك المشكلة، استخدم باحثون من جامعات ميريلاند وجونز هوبكنز وتل أبيب خوارزمية النجوم المُستخدمة في تحليل البيانات الفلكية الهائلة، وتُسمى خوارزمية (سكوينسر)، إذ اتضحت إمكانية تعديلها لتُستخدم في تحليل البيانات (السيزمية)، أو بيانات الزلازل.
على مدار 30 عامًا من تعديل الخوارزمية، زودها الباحثون ببيانات 7000 مخطط زلزالي من نوع محدد من موجات الزلازل، إذ كانوا يبحثون عن آثار الزلازل التي تشير إلى مناطق المواد منخفضة السرعة.
قال الجيولوجي (دوين كيم) في جامعة ميريلاند: «أصبح لدينا منظور جديد حول المنطقة بين الوشاح ولب الأرض، نظرًا إلى آلاف الأصداء التي جمعناها من الزلازل، تمكنا من رؤية العديد من البُنى الموجودة في تلك المنطقة، وهو ما لم نره من قبل».
أظهرت النتائج التي أصدرتها خوارزمية (سكوينسر) تغيرات في أشكال موجات الزلازل في كل من آسيا وأوقيانوسيا، ما يشير إلى وجود منطقة منخفضة السرعة لم تكن مُكتشفة سابقًا، تحت جزر (ماركيساس) جنوب المحيط الهادي.
وقال الجيولوجي (فيدران ليكي) من جامعة ميريلاند: «فوجئنا بوجود تلك البُنى تحت جزر ماركيساس، ولم نكن نعلم بوجودها من قبل، ما يوضح أهمية خوارزمية سكوينسر في تحليل بيانات الزلازل حول العالم».
إضافةً إلى ذلك، أظهرت المنطقة منخفضة السرعة أسفل جزر هاواي أصداءً زلزالية أعلى بكثير من المتوقع، ما يدل على أن البُنى المُكتشَفة أكبر بكثير مما قدرته الدراسات السابقة، وأضاف ليكي: «وجدنا أصداء زلازل في 40% من مسارات موجات الزلازل، ويعني ذلك أن البُنى المكتشفة أكثر مما توقعته حساباتنا السابقة، وكان ذلك مفاجئًا، لأننا كنا نظنها نادرة الوجود».
يمكننا الآن تطبيق تقنية (سكوينسر) على أنواع أخرى من الموجات والترددات، بعد أن أثبتت فعاليتها على نوع معين من الموجات، ويمكننا رسم مخطط جديد أدق لباطن الأرض. قد تساعدنا الخصائص الجيولوجية المُكتشفة على فهم كيمياء تلك البُنى في باطن الأرض ودرجة حرارتها.
يمتد عمق نواة الأرض حتى 2900 كيلو متر تحت سطح الأرض، وهو عمق هائل يصعب الوصول إليه. لحسن حظنا تزودنا الزلازل بمعلومات عن باطن الأرض ، فقد مكنت العلماء -من طريق كيفية الاهتزاز وانتشاره- من الحصول على نظرة عامة عن تكوين باطن الأرض ، ومكنتهم من تحديد مناطق المواد شديدة الحرارة في المنطقة بين الوشاح¬¬¬¬¬¬ ولب الأرض على مر عقود.
تتباطأ سرعة موجات الزلازل كلما اقتربنا من النواة، إذ تسبب الحرارة ذوبان المزيد من المواد، لذلك تُسمى تلك المناطق بمناطق السرعة المنخفضة، لكن لا يمكننا الاعتماد على الزلازل بوصفها أداةً لتحديد بيانات عن باطن الأرض ، فهي لا تقدم إلا القليل من المعلومات، وعلينا انتظار قدوم الزلزال لتحليل بياناته، فكل زلزال ينتج نطاقًا ضيقًا، وقد تضيع الإشارات الضعيفة في أثنائه.
لحل تلك المشكلة، استخدم باحثون من جامعات ميريلاند وجونز هوبكنز وتل أبيب خوارزمية النجوم المُستخدمة في تحليل البيانات الفلكية الهائلة، وتُسمى خوارزمية (سكوينسر)، إذ اتضحت إمكانية تعديلها لتُستخدم في تحليل البيانات (السيزمية)، أو بيانات الزلازل.
على مدار 30 عامًا من تعديل الخوارزمية، زودها الباحثون ببيانات 7000 مخطط زلزالي من نوع محدد من موجات الزلازل، إذ كانوا يبحثون عن آثار الزلازل التي تشير إلى مناطق المواد منخفضة السرعة.
قال الجيولوجي (دوين كيم) في جامعة ميريلاند: «أصبح لدينا منظور جديد حول المنطقة بين الوشاح ولب الأرض، نظرًا إلى آلاف الأصداء التي جمعناها من الزلازل، تمكنا من رؤية العديد من البُنى الموجودة في تلك المنطقة، وهو ما لم نره من قبل».
أظهرت النتائج التي أصدرتها خوارزمية (سكوينسر) تغيرات في أشكال موجات الزلازل في كل من آسيا وأوقيانوسيا، ما يشير إلى وجود منطقة منخفضة السرعة لم تكن مُكتشفة سابقًا، تحت جزر (ماركيساس) جنوب المحيط الهادي.
وقال الجيولوجي (فيدران ليكي) من جامعة ميريلاند: «فوجئنا بوجود تلك البُنى تحت جزر ماركيساس، ولم نكن نعلم بوجودها من قبل، ما يوضح أهمية خوارزمية سكوينسر في تحليل بيانات الزلازل حول العالم».
إضافةً إلى ذلك، أظهرت المنطقة منخفضة السرعة أسفل جزر هاواي أصداءً زلزالية أعلى بكثير من المتوقع، ما يدل على أن البُنى المُكتشَفة أكبر بكثير مما قدرته الدراسات السابقة، وأضاف ليكي: «وجدنا أصداء زلازل في 40% من مسارات موجات الزلازل، ويعني ذلك أن البُنى المكتشفة أكثر مما توقعته حساباتنا السابقة، وكان ذلك مفاجئًا، لأننا كنا نظنها نادرة الوجود».
يمكننا الآن تطبيق تقنية (سكوينسر) على أنواع أخرى من الموجات والترددات، بعد أن أثبتت فعاليتها على نوع معين من الموجات، ويمكننا رسم مخطط جديد أدق لباطن الأرض. قد تساعدنا الخصائص الجيولوجية المُكتشفة على فهم كيمياء تلك البُنى في باطن الأرض ودرجة حرارتها.