Λέτε ο Ιούλιος Βέρν να είχε δίκιο τελικά;

Λέτε ο Ιούλιος Βέρν να είχε δίκιο τελικά;

Λέτε ο Ιούλιος Βέρν να είχε δίκιο τελικά;


Jules Verne, the father of science fiction once imagined there was an entire world located beneath the one we live on. He envisioned a world unlike anything we’ve ever seen, complete with prehistoric species, and never-before-seen plant life.

Verne has been the second most-translated author in the world since 1979, ranking between Agatha Christie and William Shakespeare.

Now, researchers studying seismic waves have made a discovery that Verne would have been proud of.

Scientists have recently revealed they’ve discovered mind-bending features deep inside our planet that resemble structures located on the surface.

Scientists say that there are mountains deep below rivaling anything up here, on Earth’s surface.

In June of 1994, a powerful, 8.2 magnitude earthquake rocked Bolivia. The tremor was so strong, experts revealed at the time that nothing this powerful had been seen in decades, with shocks being felt as far away as Canada.

Geophysicists from Princeton University in the US and the Chinese Academy of Sciences used data from that massive earthquake to reveal the topography of our planet’s interior.

“Earthquakes this big don’t come along very often,” explained geoscientist Jessica Irving. “We’re lucky now that we have so many more seismometers than we did even 20 years ago. Seismology is a different field than it was 20 years ago, between instruments and computational resources.”

As explained by Princeton, seismologists and data scientists use powerful computers, including Princeton’s Tiger supercomputer cluster, to simulate the complicated behavior of scattering waves in the deep Earth.

The technology depends on a fundamental property of waves: their ability to bend and bounce. Just as light waves can bounce (reflect) off a mirror or bend (refract) when passing through a prism, earthquake waves travel straight through homogenous rocks but reflect or refract when they encounter any boundary or roughness.

We know that almost all objects have surface roughness and therefore scatter light,” said Wu, the lead author on the new paper, who just completed his geosciences Ph.D. and is now a postdoctoral researcher at the California Institute of Technology.

“That’s why we can see these objects — the scattering waves carry the information about the surface’s roughness. In this study, we investigated scattered seismic waves traveling inside the Earth to constrain the roughness of the Earth’s 660-km boundary.”

The researchers were surprised by just how rough that boundary is — rougher than the surface layer that we all live on.

“In other words, stronger topography than the Rocky Mountains or the Appalachians is present at the 660-km boundary,” said Wu. Their statistical model didn’t allow for precise height determinations, but there’s a chance that these mountains are bigger than anything on the surface of the Earth. The roughness wasn’t equally distributed, either; just as the crust’s surface has smooth ocean floors and massive mountains, the 660-km boundary has rough areas and smooth patches. The researchers also examined a layer 410 kilometers (255 miles) down, at the top of the mid-mantle “transition zone,” and they did not find similar roughness.

“They find that Earth’s deep layers are just as complicated as what we observe at the surface,” said seismologist Christine Houser, an assistant professor at the Tokyo Institute of Technology who was not involved in this research.

“To find 2-mile (1-3 km) elevation changes on a boundary that is over 400 miles (660 km) deep using waves that travel through the entire Earth and back is an inspiring feat. … Their findings suggest that as earthquakes occur and seismic instruments become more sophisticated and expand into new areas, we will continue to detect new small-scale signals which reveal new properties of Earth’s layers.”

What it means

The presence of roughness on the 660-km boundary has significant implications for understanding how our planet formed and continues to function. That layer divides the mantle, which makes up about 84 percent of the Earth’s volume, into its upper and lower sections. For years, geoscientists have debated just how important that boundary is. In particular, they have investigated how heat travels through the mantle — whether hot rocks are carried smoothly from the core-mantle boundary (almost 2,000 miles down) all the way up to the top of the mantle, or whether that transfer is interrupted at this layer. Some geochemical and mineralogical evidence suggests that the upper and lower mantle are chemically different, which supports the idea that the two sections don’t mix thermally or physically. Other observations suggest no chemical difference between the upper and lower mantle, leading some to argue for what’s called a “well-mixed mantle,” with both the upper and lower mantle participating in the same heat-transfer cycle.

“Our findings provide insight into this question,” said Wu. Their data suggests that both groups might be partially right. The smoother areas of the 660-km boundary could result from more thorough vertical mixing, while the rougher, mountainous areas may have formed where the upper and lower mantle don’t mix as well.

In addition, the roughness the researchers found, which existed at large, moderate and small scales, could theoretically be caused by heat anomalies or chemical heterogeneities. But because of how heat in transported within the mantle, Wu explained, any small-scale thermal anomaly would be smoothed out within a few million years. That leaves only chemical differences to explain the small-scale roughness they found.

What could cause significant chemical differences? The introduction of rocks that used to belong to the crust, now resting quietly in the mantle. Scientists have long debated the fate of the slabs of seafloor that get pushed into the mantle at subduction zones, the collisions happening found all around the Pacific Ocean and elsewhere around the world. Wu and Irving suggest that remnants of these slabs may now be just above or just below the 660-km boundary.

“It’s easy to assume, given we can only detect seismic waves traveling through the Earth in its current state, that seismologists can’t help understand how Earth’s interior has changed over the past 4.5 billion years,” said Irving.

“What’s exciting about these results is that they give us new information to understand the fate of ancient tectonic plates which have descended into the mantle, and where ancient mantle material might still reside.”

She added: “Seismology is most exciting when it lets us better understand our planet’s interior in both space and time.”



Λέτε ο Ιούλιος Βέρν να να δίκιο ΤΕΛΙΚΑ;

Ο Jules Verne, ο πατέρας της επιστημονικής φαντασίας φαντάστηκε κάποτε ότι υπήρχε ένας ολόκληρος κόσμος κάτω από αυτόν στον οποίο ζούμε. Οραματίστηκε έναν κόσμο σε αντίθεση με οτιδήποτε έχουμε δει ποτέ, γεμάτο με προϊστορικά είδη και φυτική ζωή που δεν έχει ξαναδεί.

Ο Verne είναι ο δεύτερος πιο μεταφρασμένος συγγραφέας στον κόσμο από το 1979, κατατάσσοντας την Agatha Christie και τον William Shakespeare.

Τώρα, ερευνητές που μελετούν σεισμικά κύματα έχουν κάνει μια ανακάλυψη για την οποία ο Βέρνε θα ήταν περήφανος.

Οι επιστήμονες αποκάλυψαν πρόσφατα ότι ανακάλυψαν χαρακτηριστικά που σκεφτούν βαθιά μέσα στον πλανήτη μας που μοιάζουν με δομές που βρίσκονται στην επιφάνεια.

Οι επιστήμονες λένε ότι υπάρχουν βουνά βαθιά κάτω από τον εαυτό τους που μοιάζουν με τίποτα εδώ, στην επιφάνεια της Γης.

Τον Ιούνιο του 1994, ένας ισχυρός σεισμός 8,2 μεγέθους έπληξε τη Βολιβία. Ο τρόμος ήταν τόσο δυνατός, οι ειδικοί αποκάλυψαν εκείνη την εποχή ότι τίποτα αυτό το ισχυρό δεν είχε δει σε δεκαετίες, με σοκ να γίνονται τόσο μακριά όσο ο Καναδάς.

Οι γεωφυσικοί από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον στις ΗΠΑ και την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών χρησιμοποίησαν δεδομένα από αυτόν τον τεράστιο σεισμό για να αποκαλύψουν την τοπογραφία του εσωτερικού του πλανήτη μας.

«Οι σεισμοί αυτό το μεγάλο δεν έρχονται πολύ συχνά», εξήγησε η γεωεπιστήμονας Τζέσικα Ίρβινγκ. «Είμαστε τυχεροί τώρα που έχουμε τόσα περισσότερα σεισμόμετρα από ό, τι πριν από 20 χρόνια. Η σεισμολογία είναι ένα διαφορετικό πεδίο από ό, τι πριν από 20 χρόνια, μεταξύ οργάνων και υπολογιστικών πόρων. ”

Όπως εξήγησε ο Princeton, οι σεισμολόγοι και οι επιστήμονες δεδομένων χρησιμοποιούν ισχυρούς υπολογιστές, συμπεριλαμβανομένου του συμπλέγματος υπερήχων Tiger του Princeton, για να προσομοιώσουν την περίπλοκη συμπεριφορά των διασκορπισμένων κυμάτων στη βαθιά Γη.

Η τεχνολογία εξαρτάται από μια θεμελιώδη ιδιότητα των κυμάτων: την ικανότητά τους να κάμπτονται και να αναπηδούν. Ακριβώς όπως τα κύματα φωτός μπορούν να αναπηδήσουν (να ανακλώσουν) από έναν καθρέφτη ή να κάμψουν (διαθλάσουν) όταν διέρχονται από ένα πρίσμα, τα σεισμικά κύματα ταξιδεύουν κατευθείαν μέσω ομοιογενών βράχων αλλά αντανακλούν ή διαθλάται όταν συναντούν οποιοδήποτε όριο ή τραχύτητα.

Γνωρίζουμε ότι σχεδόν όλα τα αντικείμενα έχουν επιφανειακή τραχύτητα και συνεπώς διασκορπίζουν το φως », δήλωσε ο Wu, ο κύριος συγγραφέας του νέου χαρτιού, ο οποίος μόλις ολοκλήρωσε τις γεωεπιστήμες του Ph.D. και τώρα είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια.

«Γι ‘αυτό μπορούμε να δούμε αυτά τα αντικείμενα – τα διασκορπισμένα κύματα μεταφέρουν τις πληροφορίες για την τραχύτητα της επιφάνειας. Σε αυτήν τη μελέτη, διερευνήσαμε τα διάσπαρτα σεισμικά κύματα που ταξιδεύουν μέσα στη Γη για να περιορίσουν την τραχύτητα των ορίων της Γης στα 660 χλμ. ”

Οι ερευνητές εξεπλάγησαν από το πόσο τραχύ είναι αυτό το όριο – πιο σκληρό από το επιφανειακό στρώμα στο οποίο ζούμε όλοι.

«Με άλλα λόγια, ισχυρότερη τοπογραφία από τα Βραχώδη Όρη ή τα Απαλάχια υπάρχει στα όρια των 660 χιλιομέτρων», δήλωσε ο Wu. Το στατιστικό τους μοντέλο δεν επέτρεψε ακριβείς προσδιορισμούς ύψους, αλλά υπάρχει πιθανότητα αυτά τα βουνά να είναι μεγαλύτερα από οτιδήποτε στην επιφάνεια της Γης. Η τραχύτητα δεν κατανεμήθηκε εξίσου. όπως η επιφάνεια του φλοιού έχει ομαλά πατώματα του ωκεανού και τεράστια βουνά, το όριο των 660 χλμ έχει τραχιές περιοχές και ομαλά μπαλώματα. Οι ερευνητές εξέτασαν επίσης ένα στρώμα 410 χιλιόμετρα (255 μίλια) κάτω, στην κορυφή της «ζώνης μετάβασης» του μεσαίου μανδύα και δεν βρήκαν παρόμοια τραχύτητα.

«Βρίσκουν ότι τα βαθιά στρώματα της Γης είναι εξίσου περίπλοκα με αυτά που παρατηρούμε στην επιφάνεια», δήλωσε η σεισμολόγος Christine Houser, επίκουρη καθηγήτρια στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Τόκιο, η οποία δεν συμμετείχε σε αυτήν την έρευνα.

«Το να βρεις αλλαγές ύψους 2 μιλίων (1-3 χλμ.) Σε ένα όριο που έχει βάθος πάνω από 400 μίλια (660 χλμ.) Χρησιμοποιώντας κύματα που ταξιδεύουν σε ολόκληρη τη Γη και πίσω είναι ένα εμπνευσμένο επίτευγμα. … Τα ευρήματά τους δείχνουν ότι καθώς συμβαίνουν σεισμοί και τα σεισμικά όργανα γίνονται πιο εξελιγμένα και επεκτείνονται σε νέες περιοχές, θα συνεχίσουμε να εντοπίζουμε νέα σήματα μικρής κλίμακας που αποκαλύπτουν νέες ιδιότητες των στρωμάτων της Γης ».

Τι σημαίνει
Η παρουσία τραχύτητας στα όρια των 660 χιλιομέτρων έχει σημαντικές επιπτώσεις στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο πλανήτης μας σχηματίστηκε και συνεχίζει να λειτουργεί. Αυτό το στρώμα χωρίζει το μανδύα, το οποίο αποτελεί περίπου το 84 τοις εκατό του όγκου της Γης, στα άνω και κάτω τμήματα. Για χρόνια, οι γεωεπιστήμονες συζητούν πόσο σημαντικό είναι αυτό το όριο. Συγκεκριμένα, έχουν διερευνήσει τον τρόπο με τον οποίο η θερμότητα ταξιδεύει μέσω του μανδύα – εάν οι ζεστοί βράχοι μεταφέρονται ομαλά από το όριο του πυρήνα-μανδύα (σχεδόν 2.000 μίλια κάτω) μέχρι την κορυφή του μανδύα ή εάν η μεταφορά διακόπτεται σε αυτό στρώμα. Ορισμένα γεωχημικά και ορυκτολογικά στοιχεία δείχνουν ότι ο άνω και ο κάτω μανδύας είναι χημικά διαφορετικοί, κάτι που υποστηρίζει την ιδέα ότι τα δύο τμήματα δεν αναμιγνύονται θερμικά ή φυσικά. Άλλες παρατηρήσεις δεν υποδηλώνουν καμία χημική διαφορά μεταξύ του άνω και του κάτω μανδύα, οδηγώντας ορισμένους να υποστηρίξουν αυτό που ονομάζεται «καλά-αναμεμιγμένος μανδύας», με το άνω και το κάτω μανδύα να συμμετέχουν στον ίδιο κύκλο μεταφοράς θερμότητας.

«Τα ευρήματά μας παρέχουν πληροφορίες για αυτό το ερώτημα», δήλωσε ο Wu.

Share this post