Dünya’nın binlerce kilometre altında, çekirdek ile manto sınırına yakın bölgede bulunan iki dev yapı, gezegenimizin erken dönemlerine ilişkin önemli ipuçları barındırıyor. Afrika ve Pasifik Okyanusu’nun altında yer alan bu oluşumlar, bilim dünyasında Büyük Düşük Kesme Dalgası Hızı Bölgeleri (LLSVP) olarak biliniyor.
Sismik veriler, bu bölgelerde deprem dalgalarının çevredeki mantoya göre daha yavaş ilerlediğini gösteriyor. Ancak yapıların hangi maddelerden oluştuğu ve nasıl ortaya çıktığı halen kesin olarak bilinmiyor.
Kıtalar büyüklüğünde yapılar Dünya’nın derinliklerinde
LLSVP’lerden biri Afrika’nın, diğeri ise Pasifik Okyanusu’nun altında bulunuyor. Yapılar, çekirdek-manto sınırından başlayarak yüzlerce kilometre yukarı doğru uzanıyor.
Araştırmalar, bu oluşumların Dünya’nın alt mantosundaki en büyük ölçekli anomaliler arasında olduğunu gösteriyor. Bazı modellerde Afrika’nın altındaki yapının Pasifik’tekinin yaklaşık 1000 kilometre daha yüksek olduğu hesaplandı.
Bilim insanları uzun süredir bu bölgelerin yüksek sıcaklığa sahip manto malzemelerinden mi, farklı kimyasal bileşime sahip yoğun maddelerden mi, yoksa her ikisinin birleşiminden mi oluştuğunu araştırıyor.
Theia hipotezi dikkat çekiyor
LLSVP’lerin kökenine ilişkin en dikkat çekici açıklamalardan biri, 2023 yılında Nature dergisinde yayımlanan araştırmayla gündeme geldi.
Çalışmaya göre söz konusu yapılar, yaklaşık 4,5 milyar yıl önce genç Dünya’ya çarptığı düşünülen Theia adlı gök cisminin mantosundan kalan parçalar olabilir.
Dev çarpışma hipotezine göre Mars büyüklüğünde olduğu düşünülen Theia’nın Dünya’ya çarpmasının ardından uzaya saçılan maddelerin bir bölümü zamanla birleşerek Ay’ı oluşturdu.
Araştırmacılar ise çarpışmada Theia’ya ait bütün malzemenin uzaya gitmemiş olabileceğini düşünüyor.
Theia’nın parçaları mantonun dibine çökmüş olabilir
Nature’da yayımlanan modelleme çalışmasına göre Theia’nın mantosunun bir bölümü çarpışma sırasında Dünya’nın alt mantosuna karışmış olabilir.
Araştırmacılar, bu maddelerin proto-Dünya mantosuna kıyasla yaklaşık yüzde 2 ila 3,5 daha yoğun olabileceğini hesapladı. Simülasyonlarda yoğun Theia parçalarının zaman içerisinde aşağıya doğru hareket ederek çekirdek-manto sınırında biriktiği ve bugün gözlenen LLSVP benzeri yapılar oluşturabildiği görüldü.
Bu senaryo doğruysa Dünya’nın derinliklerinde, gezegenimizin oluşum döneminde gerçekleşen dev bir çarpışmadan kalan maddeler halen korunuyor olabilir.
Hipotez henüz kanıtlanmış değil
Araştırmanın ortaya koyduğu sonuçlar güçlü bir bilimsel model sunsa da LLSVP’lerin kesin olarak Theia’dan geldiği kanıtlanmış değil.
Bu dev yapıların kökenine ilişkin başka açıklamalar da bulunuyor. Bazı araştırmalar, bölgelerin Dünya’nın erken oluşumundan kalan ilkel malzemelerden meydana gelebileceğini savunurken, başka çalışmalar milyonlarca yıl boyunca mantonun derinliklerine taşınan dalma-batma zonlarına ait okyanus kabuğu parçalarının burada birikmiş olabileceğini öne sürüyor.
Daha yeni jeodinamik çalışmalar da özellikle Afrika’nın altındaki yapının, levha hareketleri ve dalan kabuk parçalarının etkisiyle zaman içerisinde şekillenmiş olabileceğini gösteriyor.
Dünya’nın içi depremlerle görüntüleniyor
Bilim insanları Dünya’nın bu kadar derin bölgelerine doğrudan ulaşamadığı için gezegenin içini sismik tomografi yöntemiyle inceliyor.
Depremler sırasında oluşan sismik dalgalar Dünya’nın içinden geçerken karşılaştıkları maddelerin sıcaklığına, yoğunluğuna ve bileşimine göre hızlanıyor veya yavaşlıyor.
Dünyanın farklı noktalarında bulunan sismometrelerden alınan milyonlarca ölçüm bir araya getirilerek gezegenin iç yapısının üç boyutlu modelleri hazırlanıyor.
Afrika ve Pasifik’in altındaki LLSVP’lerin keşfedilmesi de bu yöntem sayesinde mümkün oldu.
Sismik dalgalar bu bölgelerde yavaşlıyor
LLSVP adı da yapıların temel özelliğinden geliyor. Depremlerden kaynaklanan kesme dalgaları, bu iki dev bölgeden geçerken çevredeki alt mantoya göre daha düşük hızlarda ilerliyor.
Bu fark, söz konusu alanların çevresindeki mantodan farklı bir sıcaklığa veya kimyasal bileşime sahip olduğuna işaret ediyor.
Ancak sismik dalga hızları tek başına maddenin tam bileşimini ortaya çıkarmaya yetmediği için yapıların kökeni konusunda farklı teoriler varlığını sürdürüyor.
Ay’ın doğuşuyla Dünya’nın iç yapısı bağlantılı olabilir
Theia hipotezinin ilerleyen yıllarda daha güçlü kanıtlarla desteklenmesi halinde, Ay’ın oluşumuna yol açtığı düşünülen dev çarpışmanın etkilerinin yalnızca uzayda değil, Dünya’nın en derin katmanlarında da korunmuş olduğu anlaşılabilir.
Bu durumda Afrika ve Pasifik’in altında bulunan yapılar, Güneş Sistemi’nin erken döneminden günümüze ulaşan milyarlarca yıllık bir jeolojik kayıt niteliği taşıyacak.
Şimdilik kesin olarak bilinen ise Dünya’nın alt mantosunda kıta ölçeğinde iki sıra dışı yapının bulunduğu; bunların oluşum nedeni ve kimyasal bileşimlerinin ise bilim dünyasının çözmeye çalıştığı en önemli derin Dünya problemlerinden biri olduğu.
