Zaskakujące odkrycie 2900 km pod naszymi stopami. We wnętrzu Ziemi ukrywa się 6 nieznanych struktur

Jaką wagę ma to odkrycie? Warto przypomnieć, jak cienką warstwę planety udało nam się rzeczywiście dotąd „podrapać”. Najgłębszy fizyczny wykop w historii ludzkości – słynny Supergłęboki Odwiert Kolski – sięga zaledwie 12 km w głąb skorupy ziemskiej. Tymczasem najnowsze badania, opublikowane w czasopiśmie „Journal of Geophysical Research: Solid Earth”, przenoszą nas aż 2900 km pod powierzchnię.

Tam, w ekstremalnym środowisku stały płaszcz Ziemi styka się z jej płynnym, żelaznym jądrem zewnętrznym. Procesy, które tam zachodzą, napędzają powolny ruch płyt tektonicznych, trzęsienia ziemi i wybuchy wulkanów.

Trzęsienia ziemi to naturalny rentgen

Skoro nie możemy zajrzeć tak głęboko przy pomocy wierteł, geolodzy używają wstrząsów sejsmicznych jak gigantycznego skanera. Zespół badaczy z Chińskiej Akademii Nauk zaangażował zaawansowany algorytm sztucznej inteligencji, aby przeanalizować ponad 2 mln zapisów z trzęsień ziemi z lat 1990–2024.

Cel był jasny: odnaleźć ciche sygnały, nazywane falami wyprzedzającymi. Gdy potężna fala sejsmiczna zbiega w dół planety, to trafiając na chropowatą, nietypową strukturę o innej gęstości, jej część ulega rozproszeniu. Przez to dociera do detektorów na powierzchni ułamki sekund szybciej niż fala główna. To sygnał dla naukowców, że głęboko pod ziemią znajduje się coś dziwnego.

Ręczne wyłuskanie tych sejsmicznych ech ze szumu zjawisk tła było dotąd katorżniczą pracą. Sztuczna inteligencja przeanalizowała je bezbłędnie, identyfikując blisko 175 tys. wysokiej jakości sygnałów – to ponad dziesięciokrotnie więcej, niż udało się zebrać we wszystkich poprzednich badaniach razem wziętych.

Podziemne cmentarzysko i echa innej planety

Rozbudowana baza danych pozwoliła naukowcom stworzyć najdokładniejszą w historii mapę głębokiego wnętrza Ziemi. Największym zaskoczeniem okazało się odkrycie 6 zupełnie nowych stref anomalii zlokalizowanych m.in. głęboko pod Eurazją, Azją Środkową czy południowym Atlantykiem. Okazało się też, że struktury, które wcześniej uważano za odizolowane obszary, w rzeczywistości łączą się w potężne, ciągłe pasy.

Czym są te ukryte pod naszymi stopami góry? Naukowcy przypuszczają, że to coś na kształt podziemnego „cmentarzyska”. Najpewniej są to resztki starożytnej skorupy oceanicznej i osadów, które przez miliony lat pod wpływem kolizji kontynentów zapadały się (ulegały subdukcji) w głąb Ziemi, aż opadły na samo dno płaszcza. Ale niektórzy uważają inaczej.

Czy to pozostałość po obcej planecie?

Istnieje również nieco bardziej fascynująca hipoteza. Część materiału wewnątrz tych anomalii może być pozostałością po Thei – protoplanecie wielkości Marsa, która około 4,5 mld lat temu zderzyła się z młodą Ziemią (z jej odłamków najpewniej uformował się Księżyc). Pod wpływem niewyobrażalnego ciśnienia i temperatury rzędu kilku tysięcy stopni, te prastare, obce skały przetrwały na granicy jądra, tworząc potężne strefy termochemiczne, odmienne od reszty płaszcza.

Dlaczego to odkrycie ma dla nas znaczenie?

Zrozumienie, gdzie ukrywają się te głębokie struktury, nie jest tylko sztuką dla sztuki. Zlokalizowanie tych stref pozwala naukowcom znacznie precyzyjniej modelować to, w jaki sposób z głębi planety wznoszą się potężne pióropusze gorącej magmy. Głębokie struktury bezpośrednio decydują o tym, z jaką siłą i w którym miejscu na powierzchni wybuchnie wulkan.

Dodatkowo oddziaływanie płynnego jądra na te masywne anomalie u podstawy płaszcza może być kluczem do wyjaśnienia niewyjaśnionych dotąd wahań w ziemskim polu magnetycznym, które działa jak nasza tarcza przed promieniowaniem kosmicznym (to stale próbuje nas usmażyć). Wygląda na to, że Ziemia skrywa jeszcze wiele sekretów, a mapowanie głębin za pomocą AI to dopiero początek drogi do ich pełnego zrozumienia.

Źródło: Journal of Geophysical Research: Solid Earth

Szukasz więcej inspirujących podróży, fascynujących odkryć i opowieści ze świata nauki? Skorzystaj ze specjalnej oferty prenumeraty magazynów National Geographic Polska i National Geographic Traveler.

Nasz autor

Jonasz Przybył

Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.