Bumi menyimpan banyak misteri tersembunyi jauh di bawah kaki manusia. Ilmuwan menemukan enam zona yang sebelumnya belum terdokumentasikan di bagian paling bawah mantel Bumi, hampir 3.000 kilometer di bawah permukaan.
Temuan ini penting karena struktur di kedalaman tersebut dapat menyimpan jejak perjalanan material Bumi selama ratusan juta tahun. Memahami struktur ini, membantu ilmuwan menelusuri bagaimana lempeng tektonik didaur ulang ke dalam planet dan bagaimana dinamika bagian dalam Bumi berkaitan dengan aktivitas di permukaan.
Dalam penelitian yang dipimpin Yurui Guan dan diterbitkan di Journal of Geophysical Research: Solid Earth, para peneliti menggunakan data gelombang seismik dari hampir 5.000 gempa yang terjadi pada 1990-2024, kemudian memanfaatkan metode deep learning untuk mencari sinyal-sinyal yang sangat lemah di dalam rekaman tersebut.
Bagian Bumi yang menjadi sasaran penelitian berada di batas antara mantel dan inti, wilayah yang disebut core-mantle boundary. Tidak mungkin bagi manusia mengebor hingga kedalaman tersebut. Karena itu, ilmuwan menggunakan gempa sebagai semacam pemindai alami.
Ketika gempa terjadi, energi merambat melalui bagian dalam Bumi dalam bentuk gelombang seismik. Kecepatan dan arah gelombang dapat berubah ketika melewati material dengan suhu, komposisi, kepadatan, atau struktur mineral yang berbeda.
Penelitian ini secara khusus mencari PKP precursors, yakni sinyal seismik lemah yang muncul sesaat sebelum gelombang PKIKP yang lebih kuat. Sinyal tersebut dapat terbentuk ketika gelombang seismik mengalami hamburan oleh variasi kecil pada material di dekat batas mantel dan inti.
Gelombang PKIKP (atau sering disebut sebagai fasa PKPdf) sendiri adalah fasa gelombang seismik kompresional (Gelombang P) yang merambat melintasi seluruh lapisan dalam Bumi hingga menembus inti dalam Bumi (inner core).
Dengan bantuan sistem deep learning, peneliti berhasil mengidentifikasi 174.929 sinyal PKP precursor berkualitas tinggi. Jumlah tersebut lebih dari 10 kali lipat dibandingkan keseluruhan deteksi dari penelitian-penelitian sebelumnya.
Data yang jauh lebih banyak memungkinkan ilmuwan membuat peta bagian terdalam mantel dengan resolusi yang lebih baik. Hasilnya, mereka menemukan enam zona yang ditandai B1 hingga B6. Zona tersebut diduga mengandung deep-seated scatterers, yakni bagian material yang memiliki sifat berbeda dari lingkungan di sekitarnya sehingga memengaruhi perjalanan gelombang seismik.
"Kami juga menemukan enam area yang kemungkinan memiliki heterogenitas signifikan yang sebelumnya belum pernah terdokumentasikan, sehingga menjadi target prioritas yang jelas untuk penelitian lebih lanjut mengenai interior Bumi," kata para peneliti seperti dikutip dari The Daily Galaxy.
Pertanyaan berikutnya, sebenarnya apa isi enam zona tersebut? Para ilmuwan belum bisa memastikan komposisi masing-masing wilayah. Namun, salah satu kemungkinan adalah sebagian material tersebut merupakan sisa lempeng samudra kuno yang terseret jauh ke dalam mantel melalui proses subduksi.
Dalam proses subduksi, satu lempeng tektonik bergerak masuk ke bawah lempeng lainnya dan kemudian membawa material permukaan menuju bagian dalam Bumi. Material yang masuk tersebut dapat terus bergerak hingga kedalaman yang sangat besar. Jejaknya kemudian dapat bertahan sebagai variasi struktur atau komposisi di dalam mantel.
Dengan kata lain, struktur yang sekarang ditemukan menggunakan gelombang gempa mungkin merupakan rekaman aktivitas tektonik Bumi pada masa lalu. Ada pula kemungkinan bahwa sebagian struktur terbentuk atau dipertahankan oleh konveksi mantel, yakni pergerakan material secara perlahan akibat panas dari bagian dalam Bumi.
