Dünya’nın yüzeyinin binlerce kilometre altında, katı manto ile sıvı dış çekirdeğin buluştuğu sınır bölgesi, gezegenin jeolojik geçmişine ilişkin en büyük bilinmezlerden biri olmayı sürdürüyor. Bu bölgedeki yapıları doğrudan gözlemlemek mümkün olmadığı için bilim insanları, depremlerin oluşturduğu sismik dalgaların Dünya’nın içinden geçerken bıraktığı izleri kullanıyor. Yeni araştırmada ise bu son derece zayıf sinyallerin tespit edilmesi için yapay zeka teknolojisinden yararlanıldı.
Milyonlarca sismik kayıt yapay zeka tarafından tarandı
ScienceAlert’ın aktardığı ve Journal of Geophysical Research: Solid Earth dergisinde yayımlanan araştırmada, Dünya’nın derinliklerindeki yapıların haritasını çıkarmak amacıyla kapsamlı bir sismik veri analizi gerçekleştirildi. Araştırmacılar, 1990 ile 2024 yılları arasında meydana gelen yaklaşık 5 bin depreme ait 2 milyondan fazla sismik dalga kaydını derin öğrenme tabanlı bir yapay zeka algoritmasıyla inceledi.
Çalışmada özellikle “PKP öncül dalgaları” olarak adlandırılan son derece zayıf sismik sinyallere odaklanıldı. Bu dalgalar, depremlerin ardından Dünya’nın iç katmanlarından geçerken manto ile çekirdeğin sınırındaki küçük yapısal farklılıklarla karşılaşıyor ve saçılıyor. Daha sonra ana sarsıntıyla ilişkili güçlü dalgalardan hemen önce yüzeye ulaşıyor.
Bilim insanları, normal yöntemlerle ayırt edilmesi oldukça zor olan bu sinyalleri takip ederek Dünya’nın en ulaşılmaz bölgelerinden biri olan manto-çekirdek sınırına ilişkin daha ayrıntılı bir harita oluşturmayı amaçladı.
Yapay zeka 175 bin sinyal tespit etti
Araştırmacıların uzman denetimiyle geliştirdiği yapay zeka modeli, milyonlarca kayıt arasından yaklaşık 175 bin yüksek kaliteli PKP öncül sinyali belirledi. Araştırmacılara göre bu sayı, bugüne kadar yapılan çalışmaların tamamında tespit edilen sinyallerin toplamından yaklaşık 10 kat daha fazla.
Ortaya çıkarılan geniş veri seti, bilim insanlarına Dünya’nın derinliklerindeki yapıların dağılımını küresel ölçekte inceleme imkanı sağladı. Böylece daha önce sınırlı sayıda sismik kayıt üzerinden değerlendirilen manto-çekirdek sınırına ilişkin çok daha kapsamlı bir tablo elde edildi.
Derinliklerde birbirine bağlı dev kuşaklar olabilir
Araştırmanın en dikkat çekici sonuçlarından biri, manto-çekirdek sınırındaki yapıların dağılımına ilişkin oldu. Önceki değerlendirmelerde bu yapıların birbirinden bağımsız ve rastgele dağılmış küçük oluşumlar olabileceği düşünülürken, yeni analiz bunların birbirleriyle bağlantılı geniş kuşaklar oluşturabileceğine işaret etti.
Bu yapıların özellikle Avrasya’nın yüksek enlemleri, Orta Asya ve Güney Atlantik’in altında yoğunlaştığı belirlendi. Araştırmacılar, söz konusu oluşumların nasıl meydana geldiğini ve milyarlarca yıl boyunca nasıl bu konuma ulaştığını anlamaya çalışıyor.
Dünya’nın milyarlarca yıllık geçmişinden izler taşıyor olabilir
Bilim insanlarının üzerinde durduğu ihtimallerden biri, bu derin yapıların Dünya’nın yüzeyinden milyarlarca yıl boyunca aşağıya taşınan maddelerden oluşmuş olabileceği yönünde.
Bu senaryoya göre okyanus tabanındaki bazı parçalar, tektonik levhaların hareketleriyle birlikte mantonun derinliklerine sürüklenmiş olabilir. Söz konusu malzemelerin çok uzun zaman içerisinde manto-çekirdek sınırına kadar ulaşarak burada birikmiş olması ihtimaller arasında değerlendiriliyor.
Ancak araştırmanın ortaya koyduğu daha çarpıcı ihtimallerden biri, bu yapıların Dünya’nın erken dönemlerine ilişkin kozmik kalıntılar olabileceği yönünde. Bazı bilim insanları, söz konusu oluşumların milyarlarca yıl önce genç Dünya’ya çarptığı ve Ay’ın oluşumuna yol açtığı düşünülen dev gök cisminin geride bıraktığı kimyasal kalıntılarla bağlantılı olabileceğini değerlendiriyor.
Bu hipotezin doğrulanması halinde, Dünya’nın derinliklerinde gezegenimizin ve Ay’ın oluşumunun ilk dönemlerinden kalmış maddelere ilişkin izler bulunuyor olabileceği düşünülüyor. Ancak bunun henüz kesinleşmiş bir sonuç değil, araştırılması gereken olası açıklamalardan biri olduğu vurgulanıyor.
Manyetik alanın sırlarına da ışık tutabilir
Keşfin önemi yalnızca Dünya’nın geçmişini anlamakla sınırlı kalmayabilir. Manto ile çekirdeğin sınırındaki yapıların, aşırı sıcaklık ve basınç koşulları altında kısmen erimiş olabileceği ve çevrelerindeki manto malzemesinden farklı fiziksel özelliklere sahip olabileceği düşünülüyor.
Bu farklılıkların anlaşılması, Dünya’nın derinliklerinde meydana gelen hareketlerin yüzeyde gözlenen sonuçlarla nasıl bağlantılı olduğunu ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir. Araştırmacılar, yeni sismik haritanın volkanik faaliyetlerin anlaşılması, Dünya’nın iç yapısının modellenmesi ve gezegenin manyetik alanındaki değişimlerin araştırılması gibi farklı alanlarda kullanılabileceğini belirtiyor.
Yapay zekanın milyonlarca sismik kayıt arasından yakaladığı bu son derece zayıf sinyaller, Dünya’nın gözle görülemeyen derinliklerine ilişkin yeni bir pencere açmış durumda. Araştırmacılar, elde edilen verilerin gezegenin milyarlarca yıllık geçmişini ve bugün hâlâ devam eden derin jeolojik süreçleri anlamaya yönelik yeni çalışmaların önünü açabileceğini değerlendiriyor.
