Phát hiện cấu trúc khổng lồ gần lõi Trái đất

Các nhà nghiên cứu tìm thấy một cấu trúc lớn chứa đá nóng đặc khác thường ẩn sâu bên trong Trái đất, phía dưới Thái Bình Dương.

Cấu trúc mang tên Vùng vận tốc cực thấp nằm ở ranh giới giữa phần lõi ngoài nóng chảy và lớp phủ cứng của Trái đất, ngay bên dưới quần đảo Marquesas ở vùng Polynesia của Pháp ở Nam Thái Bình Dương, theo nghiên cứu công bố hôm 12/6 trên tạp chí Science. Nhóm nghiên cứu quốc tế đến từ Đại học Maryland (UMD), Đại học Johns Hopkins và Đại học Tel Aviv, Israel, cũng tìm ra bằng chứng cho thấy một vùng ULTZ từng được xác định trước đây ở bên dưới quần đảo Hawaii lớn hơn nhiều so với suy đoán.

Mô phỏng lõi Trái đất. (Ảnh: Science Alert0.

Những vùng ULVZ nằm ở đáy các cột phun trong lòng Trái đất. Cột phun là đặc trưng địa chất nơi đá nóng chảy dâng từ ranh giới giữa phần lõi ngoài và lớp phủ tới lớp vỏ bên ngoài của hành tinh, tạo ra quần đảo núi lửa như Hawaii và Marquesas. Trên thực tế, vùng ULVZ nằm dưới Hawaii là ví dụ lớn nhất mà giới nghiên cứu từng biết.

Các nhà khoa học phát hiện ULVZ bằng cách phân tích dữ liệu sóng địa chấn, loại sóng có thể hé lộ những cấu trúc ẩn sâu bên dưới bề mặt hành tinh khi truyền xuyên qua lòng đất. Sóng địa chấn sinh ra từ động đất truyền qua hàng nghìn kilomet dưới đất. Nhưng do vật liệu mà chúng truyền qua có sự khác biệt về mật độ, nhiệt độ hoặc thành phần cấu tạo, sóng địa chấn có thể thay đổi tốc độ, bị bẻ cong hoặc phân tán, tạo ra tiếng vang mà các nhà khoa học phát hiện bằng địa chấn kế.

Sử dụng dữ liệu này, các nhà nghiên cứu có thể hình dung lớp đá dưới bề mặt Trái đất và ước tính những đặc điểm. Trong nghiên cứu mới nhất, nhóm tác giả sử dụng một thuật ngữ học máy gọi là Sequencer để phân tích đồng thời khoảng 7.000 đoạn băng ghi âm sóng địa chấn sinh ra bởi hàng trăm vụ động đất từ 6,5 độ trở lên ở khu vực Thái Bình Dương từ năm 1990 đến 2018.

Những sóng này bị nhiễu xạ dọc theo ranh giới giữa phần lõi ngoài và lớp phủ, cung cấp hiểu biết toàn diện về cấu tạo Trái đất ở sâu bên dưới khu vực Thái Bình Dương. Nhóm nghiên cứu bất ngờ phát hiện gần một nửa sóng nhiễn xạ bị phân tán bởi các cấu trúc ba chiều gần ranh giới. Họ nhận thấy nhiều cấu trúc đã được xác định trước đây, nhưng cũng có một vùng ULVZ mới bên dưới quần đảo Marquesas.

Các nhà nghiên cứu suy ra sự hiện diện của các vùng ULVZ lớn khi phát hiện tín hiệu đặc biệt vang bên dưới quần đảo Hawaii và Marquesas Islands. "Chúng tôi bất ngờ tìm thấy cấu trúc lớn dưới quần đảo Marquesas mà không ai biết nó tồn tại", Vedran Lekic, đồng tác giả nghiên cứu ở UMD, cho biết. "Điều này thực sự thú vị bởi kết quả nghiên cứu chứng tỏ thuật toán Sequencer có thể giúp chúng tôi giải mã dữ liệu địa chấn trên toàn cầu theo cách chưa từng có trước đây".