Tele lehet a földköpeny mélye furcsa, rengéshullámokat lassító zónákkal, állítja egy nemrég közölt kutatás. A Space.com portál vasárnapi cikke szerint az eredmények arra utalnak, hogy ezek a titokzatos, vulkanikus szigetek körül előforduló ultra alacsony sebességű tartományok (ultra-low velocity zones, ULVZs) elterjedtebbek lehetnek, mint a szakemberek korábban feltételezték.

Michael Thorne, a Utahi Egyetem geofizikusa szerint az ULVZ-k az alsó köpenyben, a mag-köpeny határ környékén helyezkednek el és akár 50 százalékkal képesek lelassítani a rengéshullámokat. „Ez az egyik legextrémebb jellegzetesség, amit a bolygó belsejében találunk” – mondta, és hozzátette, „nem tudjuk, hogy mik ezek, honnan származnak, miből épülnek föl, és milyen szerepet játszanak a Föld belsejében”.

Thorne és kollégái augusztus közepén publikálták az AGU Advances folyóiratban új kutatásukat, amivel eredetileg a köpeny egy másik rejtélyét akarták megfejteni. A nagy energiájú földrengések, például azok, amik az óceáni kőzetlemezek alábukási zónáiban pattannak ki, erős rengéshullámokat generálnak. Némely ilyen úgynevezett PKP hullám áthalad a földköpenyen, a külső magon, majd tovább utazik a köpenyben, mielőtt a bolygó túlsó oldalán kötne ki. Ezeket néha megelőzik a prekurzor PKP hullámok, amik a köpeny mélyének különös struktúráin szóródnak.

A szakemberek ezeknek a természetét akarták megérteni, amihez számítógépes modelleket készítettek a köpenyen áthaladó és ott elhelyezett virtuális zónák miatt sebességüket megváltoztató PKP hullámokról. Ebből különböző mintázatok születtek, amiket a kutató össze tudtak vetni valós rengéshullámok adataival. Összességében 58, Új-Guinea környékén kipattant rengés adatait elemezték, amiknek hullámait a bolygó túloldalán, Észak-Amerikában található szeizmográfok rögzítették. Kiderült, hogy a 2008-2022 között kipattant, 5,8 magnitúdónál erősebb rengéseket valami útközben drasztikusan lelassította.

Thorne szerint ennek két oka lehet: a köpeny-mag határ mentén, a hullámok útjában elterülő „völgyek” és „hegygerincek”, vagy az ULVZ-k. Mivel a köpeny-mag határ a nyugat-csendes-óceáni térségben sima, és korábban már felfedeztek egy ULVZ-t a Fülöp-szigetektől keletre, a hullámok útjával átfedő régióban, utóbbi forgatókönyv tűnik valószínűbbnek. Eközben máshol is ULVZ-kre utaló jelekbe ütköznek: kisebb foltokat találtak Észak-Amerika alatt, és Thorne szerint korábban más tanulmányok Észak-Afrika, Kelet-Ázsia, és Pápua Új-Guinea alatt is hasonló struktúrákat azonosítottak.

Egy tavalyi kutatás, amiről részletesen beszámoltunk, azt állította, hogy a földköpeny mélyén rejtőző két, kontinens méretű, úgynevezett alacsony sebességű tartományt (large low-velocity provinces, LLVPs) a Mars méretű, Theia-nak nevezett égitest Földnek történő ütközése hozta létre, 4,5 milliárd évvel ezelőtt. Az ULVZ-k jelentősen kisebbek az LLVP-knél és a köpeny legmélyebb régióiban helyezkednek el, de egy 2021-es kutatás felvetette a lehetőségét, hogy ezek is a Holdat létrehozó becsapódás során keletkezhettek.

Ha viszont az ULVZ-k elterjedtek a földköpeny mélyén, Thorne szerint az arra utalna, hogy folyamatosan, még ma is formálódnak. A geofizikus a struktúrák eredetére legjobb jelöltnek az óceánközépi hátságokon keletkező, majd évmilliók alatt a köpenybe jutó és ott lesüllyedő bazaltos kőzetdarabokat tartja. Az ULVZ-k további vizsgálata segíthet a forró pontok (hotspotok) természetének, és a köpeny mozgásának megértésében. „Rengeteg nyitott kérdés van, amire nem tudjuk a választ” – mondta Thorne.