تحت أقدامنا مباشرةً... أكوان لا نعرفها بعد

تخيّل معي

على بُعد آلاف الأميال تحت سطح الأرض — في مكان أبعد بكثير مما يمكن لأي مجرّد حفر أن يصل إليه — يوجد ما يُعرف بالحدود بين النواة الخارجية والوشاح السفلي.

هذه المنطقة بعيدة لدرجة أن أعمق بئر حفرها البشر لم تتجاوز 12 كيلومتراً فقط. تخيّل إذن كم مرة يكون هذا الحدّ أعمق من ذلك!

والأمر المذهل؟ العلماء اكتشفوا للتو ستّ هياكل ضخمة كانت مخبّأة هناك. لم يكن أحد يعرف بوجودها من قبل.

ماذا وجدوا بالضبط؟

باحثون نشروا نتائج دراستهم في مجلة Journal of Geophysical Research، وكشفوا عن ستّ مناطق غير منتظمة تقع مباشرة عند الحدّ الفاصل بين لبّ الأرض ووشاحها.

هذه الهياكل ليست صغيرة أبداً. بعضها قد يكون بقايا صفائح تكتونية قديمة غرقت في أعماق الأرض وذابت جزئياً. وبعضها الآخر قد يمثّل مناطق يختلف تركيبها الكيميائي اختلافاً كبيراً عمّا حولها.

الحقيقة البسيطة؟ لا أحد يعرف حتى الآن ما هي بالضبط. وهذا بالذات ما يجعل الاكتشاف مثيراً إلى هذا الحد.

كيف لم نرَها من قبل؟

سؤال ممتاز، وإجابته رائعة فعلاً.

هؤلاء الباحثون لم يذهبوا للحفر في مكان ما. ولم يخترعوا تقنية جديدة للنظر في باطن الأرض. ما فعلوه أبسط من ذلك وأذكى: استخدموا الذكاء الاصطناعي ليصغوا آذانهم المستمعة أحسن.

كيف ذلك؟

حين يحدث زلزال كبير، تنتشر موجات زلزالية عبر باطن الأرض مثل الصوت يرتجف في جرس. هذه الموجات تحمل معلومات عن كل طبقة مرّت بها. العلماء يدرسون هذه الإشارات منذ أكثر من قرن.

المشكلة كانت في أن بعض هذه الإشارات ضعيفة جداً — أضعف من أن تبرز فوق الضجيج الزلزالي المستمر لكوكبنا. التقاطها يدوياً كان سيستغرق وقتاً لا نهائياً.

فدرّب الفريق خوارزمية ذكاء اصطناعي على تحليل أكثر من مليوني تسجيل زلزالي من عام 1900 حتى 2024. علّموها أن تتعرّف على نوع معيّن من الموجات يُسمّى PKP predecessors أو "سوابق PKP".

لماذا هذه الموجات مهمة؟

دعني أشرحها ببساطة.

سوابق PKP تشبه الأصداء الخفيفة التي تصل قبل الحدث الزلزالي الرئيسي بقليل. وهي حساسة بشكل مذهل لأي تغيّر في المواد التي تمرّ بها.

تخيّلها مثل الهمس في غرفة صاخبة. بالكاد تسمعها. لكن حين تمرّ هذه الموجات بأحد تلك الهياكل المخبّأة على الحدود بين اللبّ والوشاح، تنحرف وتتشتّت.

الذكاء الاصطناعي لا يتعب ولا يُخطئ. يمكنه أن يفحص ملايين التسجيلات بهدوء ودون كلل.

والنتيجة؟ الخوارزمية اكتشفت 175,000 إشارة من سوابق PKP. كل واحدة منها تحكي قصة عمّا يكمن في أعماق الأرض.

أين تقع هذه الهياكل؟

بناءً على إشارات التشتّت، رسم الباحثون خريطة لستّ مناطق رئيسية:

• منطقة تمتد من شمال غرب شبه الجزيرة الأيبيرية عبر وسط أوروبا
• latitudes عليا في شمال آسيا وأوروبا
• الحزام عبر المحيط الهادئ، من الشمال الغربي نحوAlaska
• منطقة تشمل جنوب أفريقيا وقناة موزمبيق
• حوض جنوب المحيط الأطلسي الشرقي
• على طول الجرف القاري لقارة أنتاركتيكا

أي أن هذه الهياكل منتشرة في كل مكان. الاكتشاف يشير إلى أن الحدّ الفاصل بين اللبّ والوشاح أكثر تعقيداً بكثير مما كنّا نتخيّل.

لماذا يجب أن يهمّنا هذا؟

هنا يصل الأمر إلى حياتنا اليومية فعلاً.

الحدّ الفاصل بين اللبّ والوشاح هو مكان происходит فيه انتقال هائل للحرارة والمواد بين طبقات الأرض. هذه العمليات العميقة هي التي تحرّك ما يُعرف بـ"الريشات العميقة" — أعمدة من الصخور المنصهرة ترتفع نحو السطح وقد تنفجر في النهاية كبراكين.

فكّر في يلوستون بتيّاراتها الحارة المائية الشهيرة، أو هاواي بسيلان حممها البركانية. هذه ظواهر سطحية لما يحدث على بُعد آلاف الأميال تحت أقدامنا.

إذا فهمنا هذه الهياكل والعمليات بشكل أفضل، قد نتمكّن من توقّع النشاط البركاني والزلازل والتسونامي بدقة أعلى.

بعض العلماء يذهبون أبعد من ذلك، ويقترحون أن هذه المعلومات قد تساعد في توقّع الطقس القاسي أيضاً، لأن ديناميكية الحرارة في باطن الأرض تؤثّر على النظام الكوكبي بأكمله.

الذكاء الاصطناعي يُغيّر قواعد اللعبة في علم الأرض

ما يُثير إعجابي في هذه الدراسة ليس فقط ما اكتشفوه، بل ما يمثّله الاكتشاف ذاته.

قال الباحثون إن "التعرّف على سوابق PKP كان يعتمد طويلاً على الفحص اليدوي لكل حدث على حدة". هذا يعني أن العلماء كانوا يُحللون كل تسجيل زلزالي بالعين المجرّدة، على أمل أن يلاحظوا هذه الإشارات الخافتة. عمل مُنهك لا يمكن للإنسان القيام به على نطاق واسع.

لكن تعلّم الآلة يستطيع. وها نحن نفتح أبواباً لم نكن نعرف حتى أنها موجودة.

لا نزال نتعلّم عن كوكبنا

إليك فكرة تُثير الدهشة: في عام 2024، لا نزال نكتشف معالم رئيسية في كوكبنا.

رسمنا خرائط لقاع المحيطات بدقة أفضل من أي وقت مضى. رأينا مجرّات على بُعد مليارات السنين الضوئية. أرسلنا روفرات إلى المريخ. لكن حين يتعلّق الأمر بما تحت أقدامنا؟ لم نخدش سوى السطح. حرفياً.

كل هيكل من هذه الهياكل الجديدة يمثّل قطعة من اللغز لم نكن نعرف حتى أنها مفقودة. ومع الذكاء الاصطناعي يساعدنا على聆听 نبض الأرض بتركيز أكبر، من يدري ماذا سنكتشف بعد؟

شيء واحد أكيد: كوكبنا أكثر ديناميكية وغموضاً مما نتوقّع معظمنا. هناك في الأعماق، حيث الحديد السائل في حركة مستمرة والصخور تنساب كالعسل، تنتظر ستّ Mysteries جديدة أن نفهمها.

والأمر؟ أعتقد أنه رائع بكل بساطة.

المصدر: Popular Mechanics