Des scientifiques ont détecté de vastes structures non identifiées enroulées autour du noyau terrestre

Selon un article récent publié dans Science, les chercheurs ont utilisé avec succès un algorithme d’apprentissage automatique pour découvrir de vastes structures de matériau dense se trouvant à la frontière du noyau externe liquide de la Terre et du manteau inférieur. L'algorithme a été développé pour analyser les galaxies et le phénomène qui se passe sur notre planète, et maintenant il a trouvé une zone mystérieuse à 1800 kilomètres en dessous de nous!

Parmi les 2 vastes structures de matériau dense, l'une située sous les îles Marquises était auparavant inconnue, tandis que celle sous Hawaï s'est maintenant avérée être beaucoup plus grande que les estimations précédentes.

Une équipe de scientifiques a travaillé avec l'algorithme appelé Sequencer, dirigé par un stagiaire postdoctoral de l'Université du Maryland et le sismologue Doyeon Kim. Ils ont alimenté les données de sismogrammes qui ont été enregistré lors de tremblements de terre entre 1990 et 2018. Avec cet algorithme spécial, l'équipe a analysé 7000 mesures de tremblements de terre se produisant autour de l'océan Pacifique.

Alors que les tremblements de terre sont souvent étudiés comme des identités uniques ou simplement regroupés en fonction d'une zone locale, c'est la première fois qu'il existe un ensemble de données couvrant l'ensemble du bassin du Pacifique.

Les ondes sismiques créées par les tremblements de terre à la surface se déplacent profondément à l'intérieur de la terre. Les étudier donne aux scientifiques un aperçu du monde souterrain. L'équipe de Kim s'est concentrée sur les sismogrammes créés par les ondes de cisaillement (S), qui se déplacent près de la limite de la partie inférieure du manteau et du noyau terrestre.

«Nous aimons normalement utiliser les ondes S parce qu'elles sont plus grandes en amplitude et que les données sont plus ou moins propres parce qu'il y a moins de trafic d'ondes P», a déclaré Kim. "Parce qu'il diffracte le long de cette surface, c'est une excellente phase pour rechercher ces minuscules structures au-dessus de la limite noyau-manteau", a noté Kim.

Lorsque les ondes S frappent les structures, elles produisent des «post-curseurs», un type de signatures en écho. Ceux-ci indiquent alors s'il y a des anomalies situées dans la terre qui sont appelées zones à ultra basse vitesse (ULVZ).

Image: Doyeon Kim / Université du Maryland

Les scientifiques ne savent pas comment se forment les ULVZ, mais ils sont de taille énorme avec des diamètres allant de plusieurs centaines de kilomètres et ils sont également suffisamment denses pour ralentir les vagues.

Dans leurs recherches, Kim et son équipe ont découvert que les postcurseurs les plus puissants se produisaient sous les îles Marquises et à Hawaï. Cela montre l'existence de vastes structures de matériau dense, deux méga zones ULVZ.

«C'est très intéressant car cela pourrait indiquer que les méga-ULVZ sont spéciaux et peuvent héberger des signatures géochimiques primitives qui ont été relativement non mélangées depuis le début de l'histoire de la Terre», a déclaré Kim.

Le séquenceur utilise un apprentissage non supervisé qui est utile pour traiter des ensembles de données complexes tels que trouvés en sismologie, astronomie, etc. tout en triant les algorithmes d'apprentissage supervisé par les informations

basées sur des étiquettes connues, celles comme Sequencer fonctionnent avec des ensembles de données non étiquetés.

"Et si nous ne savions pas vraiment ce qu'il faut rechercher dans l'ensemble de données?" expliqua Kim. «C’est la question typique à laquelle nous aimerions réfléchir car le manteau inférieur, cible de notre étude, a encore tant d’inconnu. Il n’est pas vraiment surprenant de trouver à peu près tout dans le manteau inférieur, car nous ne pouvons pas réellement entrer et le regarder àl'œil nu. »


«Donc, ce que nous avons fait ici, c'est trouver un arrangement optimal dans l'ensemble des données même. Nous ne modifions pas réellement l'ensemble de données; nous ne faisons rien mais simplement réorganiser et trouver cet arrangement optimal. C'est ce que fait Sequencer. »

Kim et son équipe prévoient d'étendre ensuite leur projet à l'océan Atlantique et nous serions ravis d'en savoir plus sur ces vastes structures de matériau dense qui se trouvent sous nos pieds!

L'image sélectionnée:Steve Berardi