Sekiz yıl önce bir bahar akşamı, yerin yüzlerce kilometre altında, gezegenimiz bir dizi tuhaf depremle sarsılmaya başladı. Dünya sarsıntılarının çoğu, yüzeyin birkaç düzine mil yakınına çarpar, ancak bu depremler, sıcaklıkların ve basınçların o kadar yoğun büyüdüğü ve kayaların kırılmak yerine bükülme eğiliminde olduğu derinliklerde karışır.
Japonya’nın ücra Bonin Adaları kıyılarını vuran ilk sarsıntı, 7.9 büyüklüğünde ve yerin 680 kilometre (423 mil) altında kaydedildi ve bu, onu boyutunun en derin depremlerinden biri haline getirdi. Ardından artçı sarsıntılarda başka bir tuhaflık daha ortaya çıktı: Doğrulanırsa şimdiye kadar tespit edilen en derin deprem olacak küçük bir sarsıntı.
Son zamanlarda Jeofizik Araştırma Mektupları dergisinde açıklanan ultra derin deprem, gezegenimizin alt manto olarak bilinen tabakasında, yüzeyin yaklaşık 751 kilometre (467 mil) altında çarptığı tahmin ediliyor; Daha önce alt manto depremlerine dair ipuçları olsa da, araştırmacılar Dünya’nın bu katmanında onları tam olarak saptamak için mücadele ettiler.
Louis’deki Washington Üniversitesi’nde derin depremler konusunda uzmanlaşmış ve çalışma ekibinin bir parçası olmayan bir sismolog olan Douglas Wiens, “Bu, alt mantoda bir deprem için açık ara en iyi kanıt” diyor.
Bazı bilim adamları, depremin gerçek olduğunu ve gerçekten de alt mantoyu vurduğunu doğrulamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğu konusunda uyarıyorlar. Sınır, yeraltında ortalama 660 kilometre (410 mil) olsa da, dünyanın her yerinde değişebilir. Japonya altında, alt mantonun yaklaşık 700 kilometre (435 mil) aşağıdan başladığına inanılıyor. Ekip, bu derinlikte birkaç artçı şok tespit etti, ancak belirli bir deprem çok ötesinde oturdu.
Derin depremler, sığ benzerleriyle aynı türde bir yıkıma neden olmasa da, bu olayları incelemek, bilim adamlarının gezegenimizin ayaklarımızın altından çok uzaklara kaymasının esrarengiz yollarını çözmelerine yardımcı olabilir. Sismik sarsıntılar, gezegenimizin iç işleyişine açılan birkaç pencereden biridir ve alt mantodaki bir deprem gibi her beklenmedik olay, yeraltı dünyasına yeni bakış açıları sunabilir.
Güney Kaliforniya Üniversitesi’nde jeofizikçi ve derin deprem uzmanı olan ve çalışma ekibinin bir parçası olmayan Heidi Houston, nadir alt manto depremlerinin belirli koşullarda mümkün olabileceğini söylüyor . “Göz ardı edilemez” diyor. “Bunu ilginç, heyecan verici ve araştırılması önemli kılan şeylerden biri de bu.”
Derinden gelen gümbürtüler
7.9 büyüklüğündeki sarsıntı başlı başına bir tuhaflıktı. Bu depremin büyük derinliği ve büyüklüğü Dünya’yı yakın ve uzak salladı. Japonya’nın 47 vilayetinin tamamındaki nüfus, 130 yılı aşkın süredir kayıt tutan bir ilk olan depremi hissettiğini bildirdi.
Buna karşılık, depremlerin büyük çoğunluğu sığdır. 1976 ile 2020 arasında kaydedilen 56.832 orta ila büyük depremden yalnızca yaklaşık yüzde 18’i 70 kilometreden (43 mil) daha derindi. Daha da azı, yaklaşık yüzde dört, “derin depremleri” tanımlamak için yaygın olarak bir kesme noktası olarak kullanılan derinlik olan 300 kilometrenin (186 mil) altına çarptı.
İngiliz astronom ve sismolog Herbert Hall Turner’ın 1922’de ilk derin depremi tespit etmesinden bu yana yaklaşık bir asırdır bilim adamları bu depremlerin nasıl olabileceğine şaşırdılar.
Yüzeye yakın yerlerde, tektonik plakaların ağır çekim savaşları, yer kırılıp kayana ve deprem ürpertileri gönderene kadar gerilim biriktirir. Bununla birlikte, Dünya’nın karnının derinliklerinde, yüksek basınçlar benzer sarsıntıları önler. Houston, “Her şey her yönde çok güçlü bir şekilde sıkıştırılmış” diyor.
Davis’teki California Üniversitesi’nde jeodinamikçi olan ve yeni çalışmanın bir parçası olmayan Magali Billen, yerin derinliklerindeki cızırtılı sıcaklıkları eklediğinizde kayaların katı parçalardan daha çok macun gibi davrandığını söylüyor . Bunu bir video röportajı sırasında pembe bir sakız parçası Silly Putty kullanarak gösteriyor. Yavaşça dışarı çekerken, esneyip ip gibi iplikler halinde akıyor. Ancak hızla deforme olursa, “İşte o zaman kırılır,” diyor Billen. Pembe lekeyi hızla çeker ve hafif bir pop ile ikiye ayrılır.
“Bunu sağlayan nedir?” diye soruyor.
Bu soruyu keşfetmek için Arizona Üniversitesi sismolog Eric Kiser ve meslektaşları, Japonya’nın Hi-Net dizisi olarak bilinen yoğun ağı da dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanındaki sismometreleri aydınlatan Bonin Adaları’nın altındaki büyük depreme daha yakından baktılar.
Ekip, büyük depremin ardından meydana gelen sarsıntıları bulmak için Hi-Net’in veri hazinesini inceledi. Böylesine büyük bir olay, küçük artçı sarsıntıları gizleyebilecek şekilde, yer altı boyunca enerji sekmesine yol açacaktır. Araştırmacılar, tüm gürültünün ortasında küçük sinyalleri yükseltmek için, birden fazla sismometreden gelen verileri yığınlamalarına izin veren, geri projeksiyon olarak bilinen bir yöntem kullandılar. Gerçekten de, 695 ila 715 kilometre derinliğinde dört artçı sarsıntı meydana geldi ve bir diğeri de sürünün dışında kaldı: yerin 751 kilometre altında bir deprem.
Zıplayan enerji
Zhang, birincisi, bir artçı şokun alt manto içinde vurabileceğine “şaşırmadı”. Zhang ve meslektaşları geçmişteki çalışmalarında, Bonin Adaları yakınlarında yaklaşık 680 kilometre (422 mil) derinlikte yer alan 7.9 büyüklüğündeki depremin Dünya’nın bu tabakasını da vurmuş olabileceğine dair ipuçları gördüler.
Ancak daha düşük bir manto depremi, gezegenimizin iç işleyişine dair uzun süredir devam eden düşüncelerimizi alt üst edebilir ve yeni çalışmanın iddialarına herkes ikna olmuş değil. Houston Üniversitesi’nden bir sismolog olan Yingcai Zheng, bazı durumlarda, bunun gibi bir depremin sinyallerini yükseltmek için kullanılan yöntemlerin “yanlış alarmlar üretebileceğini” yazıyor. “Şeytan Ayrıntıda.”
Araştırma ekibi, örneğin, farklı bir depremden gelen dalgalar Dünya’nın iç yapılarından sekerse ve ardından sismik dizi tarafından toplanırsa, yanlış bir alarm meydana gelebilir. Ancak Güney Kaliforniya Üniversitesi’nden bir sismolog olan John Vidale, sismik sinyallerin en azından çalışma yazarlarının öne sürdüğü kadar derin bir depremden geldiğini söylüyor. “Bana hiç şüphe götürmez görünüyor,” diyor.
Olayın ek doğrulaması, kayma veya S dalgası olarak bilinen başka bir deprem dalgası türünün aranmasından gelebilir. Yeni çalışma, depremleri, ileri ve geri çekilmiş bir sinsi gibi zeminde hızla hareket eden basınç dalgalarını veya P dalgalarını kullanarak tanımlıyor. S dalgaları daha yavaş hareket eder ve zemini bir yandan diğer yana veya yukarı ve aşağı sallar. Vidale, ekibin bu ultra derin depremin meydana geldiğine inandığı konuma göre S ve P dalgaları beklenen zamanda ulaşırsa, “bu tür çiviler” diyor.
Ancak Vidale, derinlik teyit edilebilse bile, bu konumdaki alt mantonun sınırının hala açık bir soru olduğuna dikkat çekiyor. Sismik görüntüleme, kütüğün alt mantonun yoğun kayalarına batarken, “ıslak bir erişte gibi” ileri geri katlanmaya başladığını ima ediyor, diyor Houston. Soğuk deniz tabanı kayalarının birikmesi, çevredeki kayaları soğutabilir, alt manto sınırını daha derinlere itebilir ve sistemi yorumlamayı çok daha karmaşık hale getirebilir, diyor.
Dünyanın içini incelemek asla kolay değildir. Houston, “Oraya inemeyiz,” diyor. “Biz sadece deprem dalgalarının bize gösterdiğini görüyoruz.” Ancak depremleri bulma ve inceleme teknikleri gelişmeye devam ettikçe, bilim adamlarının derinlerdeki gizemli gümbürtüleri çözme şansı daha yüksek – titreyen gezegenimiz hakkında yeni sürprizler ortaya çıkaracağı kesin olan bir çaba.
“Veriler,” diyor Billen, “bizi her zaman Dünya hakkında farklı bir şekilde düşünmeye itiyor.”
