Nationalgeographic.co.id—Daerah bebatuan yang penuh teka-teki ini, terletak hampir tepat di bawah Kepulauan Hawaii. Ini merupakan salah satu dari beberapa zona berkecepatan sangat rendah. Disebut demikian karena gelombang gempa merayap lambat saat melewatinya.
Dalam penelitian baru yang dipimpin oleh Universitas Cambridge untuk pertama kalinya mengambil gambar rinci dari kantong batu yang tidak biasa ini di lapisan batas dengan inti bumi, yaitu sekitar tiga ribu kilometer di bawah permukaan.
"Dari semua fitur interior dalam Bumi, ini adalah yang paling menarik dan kompleks. Kami sekarang memiliki bukti kuat pertama yang menunjukkan struktur internal mereka - ini adalah tonggak nyata untuk seismologi bumi dalam," kata penulis utama Zhi Li, mahasiswa PhD di Departemen Ilmu Bumi Cambridge, seperti yang dilaporkan SciTechDaily.
Hasil kajiannya telah diterbitkan di jurnal Nature Communications pada 19 Mei 2022 dengan judul Kilometer-scale structure on the core–mantle boundary near Hawaii. Studi tersebut adalah yang pertama mengungkapkan variabilitas internal yang kompleks dari salah satu kantong ini secara rinci, menjelaskan lanskap interior bumi yang dalam dan proses yang beroperasi di dalamnya.
Bagian dalam bumi berlapis seperti bawang: di tengahnya terdapat inti besi-nikel, dikelilingi oleh lapisan tebal yang dikenal sebagai mantel, dan di atasnya terdapat kulit terluar yang tipis - kerak tempat kita hidup. Meskipun mantelnya adalah batuan padat, ia cukup panas untuk mengalir dengan sangat lambat. Arus konveksi internal ini memberikan panas ke permukaan, mendorong pergerakan lempeng tektonik dan memicu letusan gunung berapi.
Para ilmuwan menggunakan gelombang seismik dari gempa bumi untuk melihat di bawah permukaan bumi. Gema dan bayangan gelombang ini mengungkapkan gambar seperti radar dari topografi interior dalam. Tetapi sampai saat ini, gambar struktur di batas inti-mantel, area yang menjadi perhatian utama untuk mempelajari aliran panas internal planet kita, terlihat buram dan sulit untuk ditafsirkan.
Sehingga. para peneliti menggunakan metode pemodelan numerik terbaru untuk mengungkapkan struktur skala kilometer di batas inti-mantel.
"Kami benar-benar mendorong batas komputasi modern berkinerja tinggi untuk simulasi elastodinamik, memanfaatkan simetri gelombang yang tidak diketahui atau tidak digunakan sebelumnya." kata Kuangdai Leng, yang mengembangkan metode ini saat berada di Universitas Oxford, dan berbasis di Science and Technology Facilities Council. Ia mengatakan bahwa ini berarti mereka dapat meningkatkan resolusi gambar dengan urutan besarnya dibandingkan dengan pekerjaan sebelumnya.
Mereka mengamati pengurangan 40% dalam kecepatan gelombang seismik yang merambat di dasar zona kecepatan ultra-rendah di bawah Hawaii. Menurut penulis, ini mendukung proposal yang ada bahwa zona tersebut mengandung lebih banyak besi daripada batuan di sekitarnya yang berarti lebih padat dan lebih lamban.
"Ada kemungkinan bahwa bahan yang kaya besi ini adalah sisa-sisa batuan purba dari sejarah awal Bumi atau bahkan besi itu mungkin bocor dari inti dengan cara yang tidak diketahui," kata pemimpin proyek, Sanne Cottaar dari Cambridge Earth Sciences.
Penelitian baru juga dapat membantu para ilmuwan memahami apa yang ada di bawah dan memunculkan rantai vulkanik seperti Kepulauan Hawaii. Para ilmuwan mulai memperhatikan korelasi antara lokasi gunung berapi hotspot yang diberi nama deskriptif, yang meliputi Hawaii dan Islandia, dan zona kecepatan sangat rendah di dasar mantel. Asal usul gunung berapi hotspot telah diperdebatkan secara luas, tetapi teori yang paling populer menunjukkan bahwa struktur seperti ‘jambul’ membawa material mantel panas jauh-jauh dari batas inti-mantel ke permukaan.
Baca Juga: Peran Geologi dan Iklim pada Keanekaragaman Hayati Hutan Hujan Tropis
Baca Juga: Peristiwa Geologi Bumi Kita Berulang Seperti Pola Denyut Nadi
Baca Juga: Ahli Geologi NTU Menemukan Catatan Potensi Gempa Besar di Sumatra
Baca Juga: Temuan Ahli Geologi dan Arkeologi tentang Peradaban Besi Danau Matano
"Basalt yang meletus dari Hawaii memiliki tanda isotop anomali yang dapat menunjukkan asal Bumi awal atau kebocoran inti, itu berarti beberapa material padat ini menumpuk di pangkalan harus diseret ke permukaan," kata Cottaar.
Lebih banyak batas inti-mantel sekarang perlu dicitrakan untuk memahami jika semua hotspot permukaan memiliki kantong material padat di dasarnya.
"Zona kecepatan rendah ini adalah salah satu fitur paling rumit yang kami lihat di kedalaman ekstrem - jika kami memperluas pencarian kami, kemungkinan besar kami akan melihat tingkat kerumitan yang terus meningkat, baik struktural maupun kimia, pada batas inti-mantel," simpul Li.
Mereka sekarang berencana untuk menerapkan teknik mereka untuk meningkatkan resolusi pencitraan kantong lain di batas inti-mantel, serta memetakan zona baru. Akhirnya mereka berharap untuk memetakan lanskap geologis melintasi batas inti-mantel dan memahami hubungannya dengan dinamika dan sejarah evolusi planet kita.