کشف راز لایه D جریان سنگ جامد در اعماق زمین پس از نیم قرن فاش شد, دانشمندان پس از گذشت پنجاه سال، در نهایت موفق شدند راز لایه مرموزی در عمق سه هزار کیلومتری زمین را حل کنند. این ناحیه که با نام لایه D شناخته میشود، مکانی است که امواج لرزهای در آن به ناگهان سرعت خود را تغییر میدهند. تحقیقات جدید دانشگاه ETH زوریخ نشان داده که سنگ جامد در این اعماق، با وجود جامد بودن، رفتاری مایعگونه دارد و به آرامی جریان مییابد.
تحول در درک مکانیک درونی زمین این کشف جهش بزرگی در علوم زمینشناسی محسوب میشود. جریان افقی در گوشته زمین، بلورهای معدنی پستپرووسکایت را در یک جهت خاص همراستا میکند که پدیده عجیب تغییر سرعت امواج زلزله را توضیح میدهد.
پنجاه سال است که پژوهشگران درگیر لایهای در عمق ۲۷۰۰ کیلومتری بودند که سرعت امواج لرزهای در آن ناگهان دگرگون میشود.
در سال ۲۰۰۴، پروفسور موتوهیکو موراکامی کشف کرد که پرووسکایت، معدن اصلی گوشته پایینی، در شرایط فشار و دمای بالا به پستپرووسکایت تبدیل میشود. با این حال، تنها این دگرگونی فازی قادر به توضیح کامل مشاهدات نبود. تحقیقات سال ۲۰۰۷ موراکامی و همکارانش با استفاده از مدلسازی پیشرفته، نشان داد که جهش سرعت امواج تنها زمانی رخ میدهد که بلورهای پستپرووسکایت به طور کامل در یک جهت خاص همراستا شوند.
مراستایی این بلورها میشود. پاسخ در جریان افقی سنگ جامد در پایینترین لایه گوشته نهفته است.
این حرکت که شبیه همرفت در آب جوش است، بلورهای پستپرووسکایت را در جهت جریان چیده میکند. پژوهشگران مدتها از وجود چنین مکانیزمی مشکوک بودند، اما اکنون به طور تجربی اثبات شده است. آغاز فصل جدیدی در زمینشناسی این کشف نظریه جریان سنگ جامد را از حالت فرضیه به واقعیت تجربی ارتقا داده است.
موراکامی تأکید میکند زمین نه تنها در سطح، بلکه در اعماق خود نیز فعال و پویاست. با این دانش، محققان اکنون میتوانند جریانهای درونی زمین را ترسیم کنند و موتور نامرئی محرک پلاکهای تکتونیکی، آتشفشانها و میدان مغناطیسی را درک کنند. این مطالعه در مجله منتشر شده است.