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Il nucleo della Terra è circondato da strutture non identificate

Secondo un recente articolo pubblicato su Science, i ricercatori hanno utilizzato con successo un algoritmo di apprendimento automatico per scoprire vaste strutture di materiale denso che giacciono sul bordo del nucleo esterno liquido della Terra e del mantello inferiore. L’algoritmo è stato sviluppato per analizzare le galassie e il fenomeno in atto nel nostro pianeta, e ora ha trovato una zona misteriosa 1800 miglia sotto di noi:

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Immagine: Doyeon Kim / Università del Maryland

Delle 2 vaste strutture di materiale denso, una situata sotto le Isole Marchesi era precedentemente sconosciuta mentre quella sotto le Hawaii è stata ora trovata molto più grande delle stime precedenti. Un team di scienziati ha lavorato con l’algoritmo chiamato Sequencer, guidato da un borsista post-dottorato all’Università del Maryland e dal sismologo Doyeon Kim. Hanno fornito dati dai sismogrammi  registrati  durante i terremoti tra il 1990 e il 2018. Con questo speciale algoritmo, il team ha analizzato 7000 misurazioni dei terremoti che si verificano intorno all’Oceano Pacifico. Mentre i terremoti sono spesso studiati come singole identità o semplicemente raggruppati in base a un’area locale, questa è la prima volta che esiste un set di dati che copre l’intero bacino del Pacifico.

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Le onde sismiche create dai terremoti sulla superficie viaggiano in profondità all’interno della terra. Studiarli offre agli scienziati un assaggio degli inferi. Il team di Kim si è concentrato sui sismogrammi creati dalle onde di taglio (S), che viaggiano vicino al bordo della parte inferiore del mantello e al nucleo terrestre. Normalmente ci piace usare le onde S perché sono più grandi in ampiezza e i dati sono più o meno puliti perché c’è meno traffico dell’onda P”, ha detto Kim.“Poiché si diffonde lungo quella superficie, è una grande fase per cercare queste minuscole strutture al di sopra del confine tra nucleo e mantello”, ha osservato Kim.

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Quando le onde S colpiscono le strutture, producono “postcursori”, un tipo di firme simili all’eco. Questi indicano quindi se ci sono anomalie all’interno della terra che sono chiamate zone a bassissima velocità (ULVZ). Gli scienziati non sono sicuri di come si formino gli ULVZ ma sono di dimensioni enormi con diametri che vanno in centinaia di chilometri e sono anche abbastanza densi da rallentare le onde. Nella loro ricerca, Kim e il suo team hanno scoperto che i postcursori più forti si sono verificati sotto le Isole Marchesi e le Hawaii. Ciò dimostra l’esistenza di vaste strutture di materiale denso, due mega zone ULVZ.

“Questo è molto interessante perché ciò potrebbe indicare che le mega-ULVZ sono speciali e possono ospitare firme geochimiche primitive che sono state relativamente non mescolate dai primi anni della storia della Terra”, ha detto Kim. Sequencer utilizza l’apprendimento senza supervisione, utile per l’elaborazione di set di dati complessi come si trova in sismologia, astronomia, ecc. Mentre gli algoritmi di apprendimento supervisionato ordinano le  informazioni in base a etichette note, quelle come Sequencer funzionano con set di dati senza etichetta.

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“E se non sapessimo davvero cosa cercare nel set di dati?” ha spiegato Kim. “Questa è la tipica domanda a cui vorremmo pensare perché il mantello inferiore, obiettivo del nostro studio, ha ancora così tante incognite. Non è davvero sorprendente trovare quasi nulla nel mantello inferiore perché non possiamo davvero entrare e guardarlo a occhio nudo. ”  “Quindi, quello che abbiamo fatto qui è trovare una disposizione ottimale nel set di dati stesso. In realtà non stiamo modificando il set di dati; non stiamo facendo altro che riorganizzare e trovare questa disposizione ottimale. Questo è quello che fa Sequencer.Kim e il suo team hanno in programma di espandere il loro progetto nell’Oceano Atlantico e saremo lieti di saperne di più su tali vaste strutture di materiale denso che giacciono sotto i nostri piedi!

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