تمكن فريق من العلماء من بناء نموذج أكثر دقة للبنية الداخلية للأرض، حيث أدت جهودهم إلى التوصل إلى رؤى جديدة تتحدى الافتراضات القائمة حول مكان الصفائح التكتونية القديمة في الأرض، وإمكانية وجود مواد مخفية في وشاح الكرة الأرضية.
ويعتبر وشاح الأرض هو الطبقة السميكة من الصخور التي تقع بين قشرة الكوكب ونواته، ويمتد على عمق حوالي 1800 ميل - 2900 كيلومتر- ويشكل حوالي 84% من إجمالي حجم الأرض.
ويتكون الوشاح في المقام الأول، بحسب موقع earth، من معادن السيليكات الغنية بالحديد والمغنيسيوم، وهو صلب في معظمه، لكنه يتصرف مثل سائل سميك بطيء التدفق على مدى فترات طويلة من الزمن.
وتتسبب الحرارة المنبعثة من نواة الأرض في حدوث تيارات الحمل الحراري في الوشاح، حيث ترتفع المواد الساخنة، ثم تبرد بالقرب من القشرة، ثم تهبط مرة أخرى إلى الأسفل، مما يخلق دورة مستمرة، تلعب دورًا رئيسيًا في تشكيل سطح الكوكب.
وقديمًا كان يعتمد علماء الزلازل على أنواع محددة من موجات الزلزال لمعرفة المزيد عن باطن الأرض، حيث كانوا يعتمدون بشكل كبير على قياس مراحل زلزالية معينة، ولكن الآن بات هناك تقنية مختلفة ترسم صورة أكثر تفصيلًا لباطن الأرض، عبر استخدام طريقة عالية الدقة تسمى عكس الموجة الكاملة.
واستخدم علماء من المعهد الجيولوجي السويسري للتكنولوجيا في زيوريخ وخبراء من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، هذه الطريقة على الوشاح السفلي للأرض، وأصبح بإمكانهم بناء نموذج أكثر دقة للبنية الداخلية للأرض.
وتعمل الطريقة الجديدة على قياس موجات زلزالية كاملة، وبحسب العلماء فإنه عندما يحدث زلزال فإنه يرسل موجات تنتشر إلى الخارج في جميع الاتجاهات، وبعد ذلك ترتد هذه الموجات وتنحني وتتحرك أثناء انتقالها عبر الكوكب.
ومن خلال الطريقة الجديدة تمكن علماء الفيزياء من قياس الوقت الذي تستغرقه هذه الموجات للوصول إلى محطات الزلازل المختلفة حول العالم، وتم فحص جميع بيانات الموجات المتاحة، وتم تحديد أشكال وكثافات جديدة من الوشاح السفلي للأرض.
ولاحظ الباحثون جيوبًا تبدو وكأنها شظايا متبقية من الصفائح القديمة في مناطق لا يوجد لها تاريخ معروف، وبعد إجراء التحليلات اللازمة، فوجئوا بمدى شيوع هذه الشذوذات الخفية في عدة أماكن في باطن الأرض.
ويعرف الباحثون منذ فترة طويلة أن ألواح الصفائح المندسة، تتجمع تحت المناطق التي تنزلق فيها إحدى الصفائح التكتونية تحت أخرى، ولكن المفاجأة بالنسبة لهم ما كشفته الصور الجديدة من وجود ألواح كبيرة تحت المحيطات وداخل القارات.
وكانت إحدى أكبر المفاجآت في المنطقة الواقعة تحت غرب المحيط الهادئ، حيث عثروا على ما يشبه العوالم الغارقة من تلك الشذوذات، ووفقًا للعلماء يشير ذلك إلى تعقيد محتمل في فهمنا لكيفية تطور الصفائح وأين تنتهي.
وتبين من النموذج الجديد أن الشذوذ المكتشف موجود في جميع أنحاء باطن الأرض، ويعتقد العلماء أن الشذوذ قد لا يكون عبارة عن كتل من الصفائح على الإطلاق، وأشار بعضهم إلى أنها قد تكون جيوبًا قديمة غنية بالسيليكا متبقية من الوشاح المبكر، بينما يقترح آخرون أنها قد تكون تراكمات غنية بالحديد انجرفت على مدى مليارات السنين.
ولكن على الرغم من ذلك الاكتشاف المهم، إلى أن طريقة عكس الموجة الكاملة لا تقدم سوى رؤية حول مدى سرعة أو بطء تحرك الموجات عبر المادة، وأشار العلماء إلى أنهم بحاجة إلى المزيد من التطوير لاكتشاف الاختلافات الكيميائية والحرارية.
وإذا أكد العلماء وجود المزيد من المناطق مثل هذه في أعماق الأرض، فقد يضطرون إلى تعديل العديد من النظريات حول كيفية انتقال الحرارة عبر الكوكب، وقد تؤدي هذه المناطق المخفية إلى تغيير أنماط الحمل الحراري وتشكيل أعمدة الوشاح.
وفي المستقبل، قد تتمكن أجهزة الكمبيوتر العملاقة المحسنة من تحليل مجموعات بيانات أكبر حجمًا لإنتاج صور أكثر وضوحًا للطبقة السفلى من الأرض وهياكل صفائحها، وقد يؤدي هذا إلى حل المناقشات حول الطبيعة الحقيقية لهذه الشذوذات الغامضة.