Liputan6.com, Maryland - Para ilmuwan, baru-baru ini, telah menemukan struktur besar yang terbuat dari bahan padat yang menempati batas antara inti luar cair Bumi dan mantel bawah, sebuah zona sekitar 3.000 kilometer (1.864 mil) di bawah kaki kita.
Para peneliti menggunakan algoritma pembelajaran mesin yang awalnya dikembangkan untuk menganalisis galaksi jauh untuk menyelidiki fenomena misterius yang terjadi jauh di dalam planet kita sendiri, menurut sebuah makalah yang diterbitkan pada hari Kamis 11 Juni 2020 di Science.
Advertisement
Salah satu anomali besar ini, yang terletak jauh di bawah Kepulauan Marquesas dan belum pernah terdeteksi sebelumnya, mengalahkan struktur lain di bawah Hawaii --penyandang titel yang terbesar sebelum temuan terbaru diumumkan.
Para ilmuwan yang dipimpin oleh Doyeon Kim, seismolog dan pascadoktoral di Universitas Maryland, menangkap data seismogram yang ditangkap dari ratusan gempa bumi yang terjadi antara 1990 hingga 2018 ke dalam algoritma yang disebut Sequencer. Sementara studi seismologis cenderung berfokus pada perangkat data yang relatif kecil dari aktivitas gempa regional, Sequencer memungkinkan Kim dan rekan-rekannya untuk menganalisis 7.000 pengukuran gempa bumi --masing-masing dengan magnitudo setidaknya 6,5 --yang mengguncang dunia bawah tanah di bawah Samudra Pasifik dalam tiga dekade terakhir.
"Studi ini sangat istimewa karena, untuk pertama kalinya, kita bisa melihat secara sistematis pada set data besar yang sebenarnya mencakup lebih atau kurang seluruh cekungan Pasifik," kata Kim kepada VICE.
Meskipun para ilmuwan sebelumnya telah memetakan struktur jauh di dalam Bumi, studi ini menyajikan kesempatan langka untuk "menyatukan semuanya dan mencoba menjelaskannya dalam konteks global," lanjut Kim.
Gempa bumi menciptakan gelombang seismik yang berjalan melalui interior Bumi di mana mereka menjadi tersebar dan terdistorsi oleh struktur jauh di dalam planet kita. Pola-pola melengkung ini ditangkap dalam seismogram, yang merupakan rekaman aktivitas gelombang di dalam Bumi, memungkinkan seismolog menangkap sekilas pemandangan dunia bawah bumi yang tidak dapat diakses.
Tim berfokus pada seismogram yang dihasilkan oleh gelombang geser (S) yang bergerak di sepanjang batas antara inti Bumi dan bagian bawah mantel yang berbatasan dengannya. Gelombang ini adalah gelombang sekunder yang lebih lambat yang mengikuti tremor awal yang dibuat oleh gempa bumi, yang disebut gelombang primer (P), dan mereka umumnya menghasilkan sinyal yang lebih jelas.
"Kami biasanya suka menggunakan gelombang S karena mereka lebih besar dalam amplitudo dan data lebih atau kurang bersih karena ada lebih sedikit lalu lintas gelombang P," kata Kim. Secara khusus, tim mencari gelombang geser yang menyebar di sepanjang batas inti-mantel. "Karena berdifraksi di sepanjang permukaan itu, itu adalah fase yang bagus untuk mencari struktur kecil di atas batas inti-mantel," kata Kim.
Ketika gelombang geser menghantam struktur ini, mereka menghasilkan jenis tanda tangan mirip gema yang dikenal sebagai "post-cursor" (ada angka-angka bermanfaat dari proses ini di situs web Kim). Gema ini menunjukkan adanya anomali jauh di dalam bumi yang disebut zona kecepatan sangat rendah (ULVZs), yang merupakan tambalan padat pada batas inti-mantel.
Tidak ada yang tahu persis bagaimana ULVZ terbentuk atau terbuat dari apa, tetapi jelas bahwa mereka memiliki diameter sekitar seratus kilometer dan bahwa mereka cukup padat untuk memperlambat gelombang yang melewatinya.
Dengan menjalankan ribuan seismogram melalui Sequencer, Kim dan rekan-rekannya menemukan bahwa sinyal postcursor terkuat dalam dataset mereka berasal dari bawah Hawai'i dan Kepulauan Marquesas. Ini adalah bukti yang menggiurkan dari keberadaan dua "mega-ULVZs," zona yang membentang sekitar 1.000 kilometer, atau lebih.
Penelitian diunggah di Sciencemag.org.
Simak video pilihan berikut:
Temuan Besar di Hawaii
Sementara struktur Hawaii sebagian telah dipetakan dalam studi sebelumnya, tim Kim menemukan bahwa dimensinya jauh lebih besar dari yang diharapkan. Sementara itu, mega-ULVZ yang terdeteksi di bawah Kepulauan Marquesas mewakili "anomali kecepatan gelombang terlokalisasi yang sebelumnya tidak teridentifikasi," menurut penelitian.
Mega-ULVZ adalah bangunan yang menarik bukan hanya karena ukurannya, tetapi karena mereka dapat terdiri dari bahan-bahan eksotis yang berasal dari zaman sebelum Bumi memiliki Bulan. Bongkahan anomali yang sangat besar ini dapat menjadi material yang sebagian meleleh yang mendahului peristiwa pembentukan Bulan, yang menurut para ilmuwan adalah tabrakan raksasa antara Bumi awal dan benda seukuran Mars lebih dari empat miliar tahun yang lalu.
"Ini sangat menarik karena ini mungkin menunjukkan bahwa mega-ULVZ adalah istimewa dan dapat menampung tanda tangan geokimia primitif yang relatif tidak tercampur sejak sejarah Bumi awal," kata Kim.
Studi baru menunjukkan aplikasi algoritma seperti Sequencer, yang menggunakan jenis proses khusus yang disebut pembelajaran tanpa pengawasan, dalam memproses dataset yang kompleks seperti yang ditemukan dalam astronomi, seismologi, dan banyak bidang ilmiah lainnya. Berbeda dengan algoritma pembelajaran terawasi, yang dilatih untuk mengurutkan informasi berdasarkan label yang dikenal, algoritma tanpa pengawasan dirancang untuk menemukan wawasan dalam dataset tidak berlabel.
"Bagaimana jika kita tidak benar-benar tahu apa yang harus dicari dalam dataset?" Kim menjelaskan. "Ini adalah pertanyaan khas yang ingin kami pikirkan karena mantel yang lebih rendah, yang merupakan target penelitian kami, masih memiliki banyak hal yang tidak diketahui. Tidaklah mengejutkan menemukan hampir apa pun di mantel bawah karena kita tidak bisa masuk ke dalam dan melihatnya dengan mata telanjang."
"Ketika Anda menggunakan sequencer, apa yang sebenarnya dilakukannya adalah menemukan informasi tambahan yang tersembunyi di balik dataset ini," lanjutnya. "Jadi, apa yang kami lakukan di sini adalah menemukan pengaturan yang optimal dalam dataset itu sendiri. Kami sebenarnya tidak mengubah dataset; kami tidak melakukan apa-apa tetapi hanya menata ulang dan menemukan pengaturan optimal ini. Itulah yang dilakukan Sequencer."
Tim berencana untuk terus mengembangkan cara baru untuk mengintip ke dalam Bumi dengan memeriksa gelombang frekuensi yang lebih tinggi yang mungkin menghasilkan detail yang lebih baik tentang struktur misterius pada batas inti-mantel. Para peneliti juga berharap untuk memperluas dataset mereka ke seismogram yang diproduksi di bawah Samudra Atlantik.
"Kami berharap Sequencer pada dasarnya dapat membiarkan kami menggunakan semua kumpulan data yang beragam ini dan menyatukannya untuk mencari struktur mantel yang lebih rendah ini secara sistematis," Kim menyimpulkan. "Itulah visi kami ke depan, untuk menjawab lebih banyak pertanyaan tentang mantel bawah secara umum."
Artikel ini menyadur dari VICE.com dalam tulisan berjudul "Scientists Have Discovered Vast Unidentified Structures Deep Inside the Earth" oleh Becky Ferreira.
Penerjemah: Yohana Belinda
Advertisement
