أنشأ علماء الزلازل في بيركلي خريطة ثلاثية الأبعاد للطبقات العميقة للأرض

أجرى متخصصون من بيركلي ، كاليفورنيا ، "التصوير المقطعي" لبعض مناطق الأرض ، وخلقوا خريطة ثلاثية الأبعاد للبراكين ، بما في ذلك الطبقات العميقة. لا تغطي الخريطة حتى الآن كامل الأرض ، ولكن فقط مناطق مثل ساموا وهاواي وأيسلندا. تم تنفيذ "التصوير المقطعي المحوسب" باستخدام حاسوب عملاق من NERSC. نفذ النظام نمذجة الطبقات العميقة ، مما يدل على بنية المناطق النشطة زلزاليا.

إذا تم إجراء التصوير المقطعي لجسم الإنسان باستخدام الأشعة السينية ، فإن العلماء لم يقوموا بمسح الأرض ، لكنهم درسوا مرور الموجات الزلزالية عبر الطبقات العميقة والقريبة من سطح القشرة الأرضية. هذه الموجات لم يولدها الإنسان ، بل الزلازل. رصد المتخصصون 273 زلزالا قويا لمدة 20 عاما.



في السابق ، حاول علماء الزلازل بالفعل إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد لأعمدة الوشاح في الصهارة. ولكن حتى الآن ، لم يكن من الواضح ما إذا كانت هذه الأعمدة مرتبطة بالبراكين المعروفة ، أم أنها معزولة.

لا تظهر خريطة الوشاح الجديدة عالية الدقة فقط اتصال أعمدة الصهارة بالقنوات الخارجية (البراكين) ، ولكنها توضح أيضًا أنه على عمق حوالي 1000 كم ، يمكن أن تصل "بحيرات الصهارة" إلى حجم 600-1000 كم. هذا هو خمس مرات أكثر مما كان متوقعا. درجة حرارة أعمدة الصهارة أعلى بحوالي 400 درجة من درجة حرارة الصخور المحيطة.

يقول سكوت فرنش ، أحد المشاركين في الدراسة: "قبلنا ، لم يشاهد أحد هذه الأشياء على شكل عمود تربط بين الطبقات السفلية والعليا من الوشاح". ويلاحظ عضو آخر في الفريق أنه لا ترتبط جميع الركائز مباشرة بالبراكين - غالبًا ما يكون كل هذا أشبه بدلتا النهر. أعمدة الصهارة ، وفقا للباحثين ، تصبح أضيق عندما تقترب من الطبقة العليا من الوشاح.


مثال على موقع خزانات الصهارة وأعمدة الصهارة في الوشاح (الصورة: Scott French)

حاول العلماء أيضًا إنشاء خريطة تقريبية لموقع أعمدة الصهاريج والصهاريج ، وعرض المعلومات الواردة حول العالم.


كما اتضح ، فإن معظم البراكين ترتبط بخزانات صهارة تقع بين النواة المعدنية والغطاء على عمق حوالي 2800 كم.

ومن المثير للاهتمام أن الكمبيوتر العملاق لم يتمكن من اكتشاف العلاقة بين بركان يلوستون وأعمدة الصهارة. ربما يكون حجم الأعمدة في هذا المكان صغيرًا جدًا ، ومن المستحيل تحديده باستخدام الطرق الحالية.

لإنشاء الخريطة نفسها ("التصوير المقطعي المحوسب") ، استخدم العلماء نموذجًا دقيقًا للغاية لانتشار الموجات الزلزالية عبر الوشاح ، باستخدام بيانات من أجهزة رصد الزلازل وأجهزة استشعار أخرى موجودة حول العالم. تطلب إنشاء النموذج النهائي 3 ملايين ساعة من وقت المعالج للحواسيب الفائقة NERSC. كل هذا استغرق حوالي أسبوعين.

يخطط الخبراء الآن لإنشاء خريطة أكثر دقة لهيكل الطبقات العميقة من الوشاح. ربما ، في البداية ، سيحاول العلماء إنشاء مثل هذه الخريطة لمناطق فردية ، ثم للعالم بأكمله ككل.

Source: https://habr.com/ru/post/ar383865/