Земные глубины искусственного интеллекта

Как известно, наша планета состоит из слоев. От поверхности до половины ее радиуса в 6780 км простирается твердая мантия, еще четверть радиуса – жидкое ядро, далее до центра – твердое ядро. Бурением геологам удалось пройти только двенадцать с лишним километров от поверхности, остальные сведения получены ими косвенно. Единственный метод глубинного зондирования Земли и других планет – изучение прохождения и отражения в ней сейсмических волн, возбуждаемых искусственно или природными процессами, например землетрясениями. Это продольные и поперечные звуковые волны, в которых частицы колеблются вдоль и перпендикулярно направлению их распространения. Поперечные волны в жидкости не распространяются, поэтому, анализируя сейсмические волны, можно определить, где в недрах планеты жидкое вещество, а где твердое.

Недавно ученые Мэрилендского университета обнаружили трехмерные неоднородности на границе мантии и жидкого ядра под всем тихоокеанским регионом. Для этого они адаптировали самообучающуюся программу, ранее разработанную астрономами Университета Джонса Хопкинса и Тель-Авивского университета для поиска закономерностей в излучении отдаленных звезд и галактик. С ее помощью они впервые проанализировали записи тысяч сейсмограмм, порожденных землетрясениями трех последних десятилетий, и выделили сигналы от границы ядро – мантия. Оказалось, что структурирование для границы ядро/мантия скорее норма, чем случайность.

Найденные неоднородности – это области необычайно плотного и горячего твердого вещества с масштабами в сотни километров. По данным отдельных землетрясений, их и ранее выявляли под областями вулканической активности. Иногда мантийные массы от них поднимаются до поверхности Земли и образуют вулканические острова. К примеру, под Гавайскими островами такие неоднородности были известны давно, но теперь существенно детализированы. Они оказались самыми крупным из найденных. Под Маркизскими островами они зафиксированы впервые.

(Science, 2020, 368, 6496)