Sechs rätselhafte Strukturen an den Toren des Erdkerns entdeckt

In fast 2.900 Kilometern Tiefe unter unseren Füßen, an der Grenze zwischen Erdmantel und Erdkern, haben Forscher soeben sechs rätselhafte Strukturen entdeckt, die bis dahin unsichtbar waren. Ihre Entdeckung ist kein Zufall: Sie ist das Ergebnis einer künstlichen Intelligenz, die in der Lage ist, Millionen seismischer Aufzeichnungen zu sortieren, die über Jahrzehnte gesammelt wurden.

Eine KI, die der zitternden Erde lauscht

Um die Tiefen des Planeten zu erforschen, können Wissenschaftler keine Sonde hinunterschicken: Sie stützen sich auf die seismischen Wellen, die durch Erdbeben erzeugt werden, den Globus durchqueren und sich je nach der Materie, auf die sie treffen, verformen. Das Team hinter dieser Entdeckung trainierte ein Deep-Learning-System darauf, ein besonders schwaches Signal zu erkennen, die „PKP-Vorläuferwellen“, winzige Wellen, die wenige Sekunden vor den Haupterdbebenwellen ankommen und Anomalien an der Grenze zwischen Kern und Mantel verraten.

Bei der Analyse von mehr als zwei Millionen Aufzeichnungen isolierte der Algorithmus fast 175.000 dieser Vorläufersignale – eine Datenmenge, die kein menschliches Team von Hand hätte auswerten können. Das Ergebnis: sechs ausgedehnte Anomaliebänder traten zutage, unter dem Nordatlantik, dem Norden Eurasiens, dem Südatlantik, dem südlichen Afrika, dem Pazifik und der Antarktisregion.

Was sind diese Zonen, und warum sind sie wichtig?

Diese Regionen entsprechen dem, was Geophysiker Zonen mit sehr niedriger seismischer Geschwindigkeit nennen: Die Wellen verlangsamen sich dort deutlich, ein Zeichen für eine Materie, die sich vom restlichen tiefen Mantel unterscheidet. Bislang erschienen diese Zonen auf den Karten nur als isolierte, verstreute Flecken. Die neue Studie verbindet sie zu durchgehenden Bändern, die weit ausgedehnter sind als bisher angenommen.

Den Autoren zufolge entstehen diese Strukturen aus einer Mischung mehrerer Phänomene, die sich über Hunderte von Millionen Jahren angesammelt haben: alte, durch Subduktion verschlungene tektonische Platten, eine chemische Trennung zwischen Materialien unterschiedlicher Dichte sowie lokale Schmelzzonen mit sehr hohen Temperaturen. Eine ergänzende Karte deutet sogar auf ein verborgenes Relief aus breiten, abgeflachten Erhebungen hin, die mehrere Dutzend Kilometer hoch über der Kern-Mantel-Grenze aufragen.

Was diese Entdeckung konkret verändert

• Sie liefert neue, präzise Ziele für die künftige Erforschung des tiefen Erdinneren, ein Bereich, in dem direkte Beobachtung weiterhin unmöglich bleibt.
• Sie verbindet diese Strukturen mit aktiven vulkanischen Zonen an der Oberfläche, da manche Hotspots ihren Ursprung ganz unten, an der Kerngrenze, haben könnten.
• Sie zeigt, wie künstliche Intelligenz große internationale Forschungsprogramme verändert, indem sie Signale aufdeckt, die für eine klassische menschliche Analyse zu schwach oder zu zahlreich sind.
• Sie erinnert daran, dass das Wissen über unseren eigenen Planeten weiterhin wächst, im selben Tempo wie das über fernere Phänomene, etwa den schnellsten jemals in unserer Galaxie beobachteten Stern.

Dieser Fortschritt reiht sich in eine umfassendere Dynamik großer weltweiter Wissenschaftsprojekte ein, ebenso wie der Weltrekord des supraleitenden Magneten von ITER: In beiden Fällen sind es jahrelange Datenerfassung und modernste technologische Werkzeuge, die es ermöglichen, bislang unzugängliche Geheimnisse zu lüften.

Häufig gestellte Fragen

Wo genau befinden sich diese sechs Strukturen?

Sie befinden sich an der Grenze zwischen Erdkern und Erdmantel, in etwa 2.900 Kilometern Tiefe, unter dem Nordatlantik, dem Norden Eurasiens, dem Südatlantik, dem südlichen Afrika, dem Pazifik und der Antarktisregion.

Wie konnten die Forscher sie entdecken, ohne selbst dorthin zu gelangen?

Indem sie mithilfe künstlicher Intelligenz sehr schwache seismische Wellen, sogenannte PKP-Vorläuferwellen, analysierten, die in mehr als zwei Millionen Aufzeichnungen von Erdbeben aus der ganzen Welt enthalten sind.

Stellen diese Strukturen eine Gefahr dar?

Nein, mit diesen Zonen ist kein direktes Risiko für die Oberfläche verbunden. Ihr Interesse ist vor allem wissenschaftlich: Sie geben Aufschluss über die Zusammensetzung und die tiefe Geschichte des Planeten.

Quellen

Futura Sciences —
Phys.org —
Yahoo News

Dieser Artikel wurde mit Unterstützung künstlicher Intelligenz erstellt. Redaktionsrichtlinie