A szóban forgó különleges réteg a mag-köpeny határán (CMB) található a Föld belsejében, azon a területen, ahol az olvadt külső mag találkozik a döntően szilikátokból felépülő földköpennyel, körülbelül 2900 kilométerrel a felszín alatt. Noha ez egy viszonylag vékony réteg, de ennek ellenére hihetetlenül sűrű területei is akadnak, amelyeket a tudósok ultra-alacsony sebességű zónáknak (ULVZ) minősítettek,
mivel képesek lelassítani a szeizmikus hullámokat.
Az ultra-alacsony sebességű zónák létrejöttének módja évtizedek óta tudományos vita tárgya, különösen azért, mert a szeizmikus hullámok segítségével mindeddig nehéz volt jó felbontású felvételeket készíteni erről a régióról. Egy, a Science Advances tudományos szakfolyóiratban nemrég publikált tanulmány azonban úgy tűnik, hogy megtalálta a választ erre a sok fejtörést okozó kérdésre.
„Az olyan szeizmikus vizsgálatok, mint amilyen a miénk is, a legnagyobb felbontású képet adják bolygónk belső szerkezetéről, és azt tapasztaljuk, hogy ez a szerkezet sokkal bonyolultabb, mint azt valaha is gondoltuk" - nyilatkozta Samantha Hansen, az Alabamai Egyetem szaktudósa, a tanulmány vezető szerzője.
A kutatócsoport speciális szeizmikus szondák egész hálózatát építette ki az Antarktiszon, amely a földrengések által keltett szeizmikus hullámokat használta fel a Föld déli féltekéje belső struktúrájának a feltérképezéséhez. „Az Antarktiszon készült ezer szeizmikus felvétel elemzésekor a nagyfelbontású képalkotó módszerünk vékony és rendellenes anyagzónákat [UVLZ-ket] talált a a mag-köpeny határán (CMB-ben) mindenhol, ahol szondáztunk" – mondta Edward Garnero, az Arizona Állami Egyetem kutatója és a tanulmány egyik társszerzője.
„A vizsgált réteg vastagsága átlagosan néhány kilométertől 10 kilométerig változik. Ez arra utal, hogy olyan eltemetett hegyeket látunk a mag határán,amelyek néhol akár ötször magasabbak is, mint a Mount Everest" - fűzte hozzá Edward Garnero.
A kutatók úgy vélik, hogy a kimutatott ultra-alacsony sebességű zónák szeizmikus hullámokat lassító tulajdonságai és a változó magasságú egyenetlenségek miatt
a réteg igen nagy valószínűséggel egy ősi óceáni kéregből áll,
amelyet a múltban sok millió év alatt temetett a mélybe a tektonikus lemezek szubdukciója. (A szubdukció az a geológiai folyamat, amikor a vékony és sűrű óceáni kéreg a nagy kőzetlemezek ütközési határán a kontinentális kéreg alá tolódik, a szerk.)
A kutatók az eddigi mérési eredmények alapján azt feltételezik, hogy ez az ősi óceáni kéreg szabályosan körbeöleli a földmagot egy rendkívül hosszú, a múltban lezajlott tektonikus folyamat eredményeként.
A kutatócsoport azonban mind ehhez azt is hozzátette, hogy további részletes mérések elvégzése szükséges annak végleges bebizonyítására, hogy ez valóban így van-e. Ettől eltekintve, már a jelenlegi eredmények is jobb képet adnak arról, hogy hogyan áramolhat a hő és a forró olvadt anyag a Föld magjából a vékonyabb zónákba a köpenyen keresztül, illetve a földfelszín fölé a vulkánkitörések formájában. "Kutatásunk fontos összefüggést tár fel a Föld sekély és mély szerkezete, valamint a bolygónkat mozgató általános folyamatok között" – értékelte az eddigi eredmények jelentőségét Samantha Hansen, a publikáció vezető szerzője.
A földmag a Föld belső szerkezetének a legbelső burka, amelyet a 2900 kilométeres mélységben húzódó Gutenberg-Weichert-felület választ el a köpenytől. E felületet elérve a földrengéshullámok sebessége erősen lecsökken. Ötezer kilométeres mélységben egy további határfelület mutatható ki a földmagban.
A földrengéshullámok segítségével elvégzett vizsgálatokból megállapították, hogy ezen az úgynevezett Lehmann-felületen szintén megváltozik a szeizmikus hullámok sebessége, amiből az következik, hogy az e feletti külső mag folyékony, míg a Lehmann-határ alatti belső mag pedig szilárd halmazállapotú. A tudomány jelenlegi álláspontja szerint a földmag jól vezető fémes anyagokból áll.