Untuk pertama kalinya para peneliti telah mengungkap adanya sebuah struktur raksasa di antara inti dan mantel Bumi, berupa batuan yang sangat panas dan sangat padat yang terletak jauh di kedalaman Samudera Pasifik.
Struktur ini merupakan campuran dan para ilmuwan belum bisa memastikan seperti apa komposisinya. Namun, temuan ini dapat memberikan petunjuk tentang cara kerja lempeng tektonik dan bagaimana bumi terbentuk hingga seperti sekarang.
Para ahli geofisika dari University of Maryland (UMD) telah menerbitkan hasil penelitiannya ini di jurnal Science.
Mereka melakukan pengamatan terhadap ribuan hasil rekaman dari gelombang seismik yang merambat di bawah cekungan Samudra Pasifik. Dari analisisnya, terungkap keberadaan sebuah struktur yang sebelumnya tidak diketahui. Ini terletak di bawah vulkanik Kepulauan Marquesas di Pasifik Selatan dan struktur yang jauh lebih besar berada di bawah Kepulauan Hawaii.
Ketika gempa bumi terjadi, maka akan menghasilkan gelombang seismik di bawah permukaan bumi yang merambat hingga ribuan kilometer. Ketika gelombang tersebut berhadapan dengan berbagai perubahan seperti kepadatan, suhu atau komposisi batuan, maka akan mengubah kecepatannya, membelokkan atau menyebarkannya dan menciptakan sebuah gema yang dapat dideteksi oleh seismograf.
Gema yang berasal dari sebuah struktur terdekat, akan lebih cepat terdeteksi. Sementara gema dari sebuah struktur yang lebih besar akan lebih keras. Dengan mengukur waktu perjalanan dan amplitudo dari gema ini ketika terdeteksi oleh seismometer di lokasi yang berbeda, para ilmuwan dapat mengembangkan model sifat fisik dari batuan yang tersembunyi di bawah sebuah permukaan. Proses ini mirip dengan cara kelelawar dalam memetakan lingkungan sekitarnya.
Para peneliti mencari suatu gema yang dihasilkan oleh sejenis gelombang tertentu yang disebut gelombang geser, saat merambat di sepanjang batas inti-mantel. Dalam sebuah rekaman yang dihasilkan dari sebuah gempa bumi, gema dari gelombang geser yang terdifraksi mungkin menjadi sulit untuk dibedakan karena terganggu oleh derau acak (noise). Tetapi dengan mengamati sejumlah seismogram dari berbagai kejadian gempa bumi, sekaligus dapat mengungkapkan kesamaan dan polanya yang dapat mengidentifikasi sebuah gema yang tersembunyi di dalam data.
Dengan menggunakan algoritma pembelajaran mesin yang disebut Sequencer, para peneliti menganalisis 7.000 seismogram dari ratusan gempa bumi berkekuatan 6,5 dan lebih besar, yang terjadi di sekitar cekungan Samudra Pasifik dari tahun 1990 hingga 2018.
Gempa bumi, dilambangkan dengan bintang kuning, mengirimkan gelombang suara melalui Bumi. Seismogram, yang dilambangkan segitiga biru, merekam gema ketika gelombang itu merambat di sepanjang batas inti-mantel, berdifraksi dan membelok di sekitar struktur batuan padat.(Credit: Doyeon Kim/University of Maryland)
“Ini menunjukkan kepada kita bahwa wilayah batas inti-mantel memiliki banyak struktur yang dapat menghasilkan gema seperti ini, dan itu adalah sesuatu yang tidak kita sadari sebelumnya karena kita benar-benar memiliki pemantauan yang terbatas.” kata Doyeon Kim dari UMD, penulis utama paper ini.
“Kami menemukan gema ini sekitar 40% dari semua jalur gelombang seismik,” kata Vedran Lekic, dari UMD dan rekan penulis penelitian. “Itu mengejutkan, karena kami memperkirakannya lebih sedikit, dan ini berarti menandakan adanya struktur yang tidak lazim terletak pada batas inti-mantel yang jauh lebih besar daripada yang diperkirakan sebelumnya.”
Para ilmuwan menemukan bahwa struktur raksasa di bawah Kepulauan Hawaii ini, menghasilkan sebuah gema yang keras dan unik, yang menunjukkan bahwa itu bahkan lebih besar dari perkiraan sebelumnya.
“Kami terkejut menemukan fitur besar di bawah Kepulauan Marquesas yang kami bahkan tidak tahu sebelumnya telah ada,” kata Lekic.
