Mae pob plentyn ysgol yn gwybod bod y blaned Ddaear wedi'i rhannu'n dair (neu bedair) haen fawr: y gramen, y fantell a'r craidd. Mae hyn yn gyffredinol wir, er nad yw'r cyffredinoliad hwn yn ystyried sawl haen ychwanegol a nodwyd gan wyddonwyr, ac un ohonynt, er enghraifft, yw'r haen drawsnewid o fewn y fantell.
Mewn astudiaeth a gyhoeddwyd Chwefror 15, 2019, defnyddiodd y geoffisegydd Jessica Irving a myfyriwr meistr Wenbo Wu o Brifysgol Princeton, mewn cydweithrediad â Sidao Ni o'r Sefydliad Geodetig a Geoffisegol yn Tsieina, ddata a gafwyd o ddaeargryn pwerus 1994 yn Bolivia i ddod o hyd i'r mynyddoedd. a nodweddion topograffig eraill ar wyneb y parth trawsnewid yn ddwfn o fewn y fantell. Mae'r haen hon, sydd wedi'i lleoli 660 cilomedr o dan y ddaear, yn gwahanu'r fantell uchaf ac isaf (heb enw ffurfiol ar yr haen hon, fe'i galwodd yr ymchwilwyr yn "ffin 660-cilometr").
Er mwyn “edrych” mor ddwfn o dan y ddaear, defnyddiodd gwyddonwyr y tonnau mwyaf pwerus ar y blaned, a achoswyd gan ddaeargrynfeydd cryf. "Mae angen daeargryn cryf, dwfn i ysgwyd y blaned," meddai Jessica Irving, athro cynorthwyol geowyddorau.
Mae daeargrynfeydd mawr yn llawer mwy pwerus na rhai cyffredin - ac mae eu hegni yn cynyddu 30 gwaith gyda phob cam ychwanegol i fyny graddfa Richter. Mae Irving yn cael ei ddata gorau o ddaeargrynfeydd gyda meintiau 7.0 ac uwch oherwydd bod y tonnau seismig a anfonwyd gan grynfeydd mor fawr yn ymledu i gyfeiriadau gwahanol ac yn gallu teithio trwy'r craidd i ochr arall y blaned ac yn ôl. Ar gyfer yr astudiaeth hon, daeth data allweddol o donnau seismig a gofnodwyd o ddaeargryn maint 8.3 - yr ail ddaeargryn dyfnaf a gofnodwyd erioed gan ddaearegwyr - a siglo Bolivia ym 1994.
“Nid yw daeargrynfeydd o’r maint hwn yn digwydd yn aml. Rydym yn ffodus iawn bod llawer mwy o seismomedrau wedi’u gosod ledled y byd erbyn hyn nag oedd 20 mlynedd yn ôl. Mae seismoleg hefyd wedi newid yn fawr yn yr 20 mlynedd diwethaf, diolch i offerynnau newydd a phŵer cyfrifiadurol.
Mae seismolegwyr a gwyddonwyr data yn defnyddio uwchgyfrifiaduron, fel uwchgyfrifiadur clwstwr Tiger Princeton, i efelychu ymddygiad cymhleth tonnau seismig gwasgaredig yn ddwfn o dan y ddaear.
Mae technolegau'n seiliedig ar briodweddau sylfaenol tonnau: eu gallu i gael eu hadlewyrchu a'u plygiant. Yn union fel y gall tonnau golau bownsio (adlewyrchu) oddi ar ddrych neu blygu (plygiant) pan fyddant yn mynd trwy brism, mae tonnau seismig yn teithio trwy greigiau homogenaidd ond yn cael eu hadlewyrchu neu eu plygiant pan fyddant yn dod ar draws arwynebau garw yn eu llwybr.
“Rydyn ni’n gwybod bod gan bron bob gwrthrych arwyneb anwastad ac felly’n gallu gwasgaru golau,” meddai Wenbo Wu, prif awdur yr astudiaeth, a enillodd ddoethuriaeth mewn geonomeg yn ddiweddar ac sydd ar hyn o bryd yn dilyn cymrodoriaeth ôl-ddoethurol yn Sefydliad Technoleg California. “Diolch i’r ffaith hon, gallwn “weld” y gwrthrychau hyn – mae tonnau gwasgaredig yn cario gwybodaeth am arwedd yr arwynebau y maent yn dod ar eu traws ar eu llwybr. Yn yr astudiaeth hon, buom yn edrych ar wasgaru tonnau seismig yn teithio'n ddwfn y tu mewn i'r Ddaear i bennu "carwedd" y ffin 660-cilometr a ddarganfuwyd."
Cafodd yr ymchwilwyr eu synnu gan ba mor "arw" yw'r ffin hon - hyd yn oed yn fwy felly na'r haen arwyneb yr ydym yn byw arni. “Mewn geiriau eraill, mae gan yr haen danddaearol hon dopograffeg sy’n fwy cymhleth na’r Mynyddoedd Creigiog neu system fynyddoedd Appalachian,” meddai Wu. Nid oedd eu model ystadegol yn gallu pennu union uchder y mynyddoedd tanddaearol hyn, ond mae siawns dda eu bod yn llawer uwch nag unrhyw beth ar wyneb y Ddaear. Sylwodd gwyddonwyr hefyd fod y ffin 660 cilomedr hefyd wedi'i ddosbarthu'n anwastad. Yn yr un modd ag y mae gan yr haen tir arwynebau cefnfor llyfn mewn rhai rhannau a mynyddoedd enfawr mewn eraill, mae gan y ffin 660 km hefyd barthau garw a strata llyfn ar ei wyneb. Edrychodd yr ymchwilwyr hefyd ar yr haenau tanddaearol ar ddyfnder o 410 cilomedr ac ar ben y fantell ganol, ond nid oeddent yn gallu dod o hyd i garwedd tebyg yn yr arwynebau hyn.
“Fe wnaethon nhw ddarganfod bod y ffin 660-cilomedr mor gymhleth â’r haen arwyneb,” meddai’r seismolegydd Christina Hauser, athro cynorthwyol yn Sefydliad Technoleg Tokyo nad oedd yn rhan o’r astudiaeth. “Mae defnyddio’r tonnau seismig sy’n cael eu creu gan ddaeargrynfeydd pwerus i ddod o hyd i wahaniaeth 3 cilomedr yn uchder tir 660 cilometr o ddyfnder o dan y ddaear yn gamp annirnadwy... Mae eu darganfyddiadau’n golygu y byddwn ni’n gallu yn y dyfodol, gan ddefnyddio offerynnau seismig mwy soffistigedig, i ganfod signalau cynnil, anhysbys, a fydd yn datgelu i ni briodweddau newydd haenau mewnol ein planed.”
Mae'r seismolegydd Jessica Irving, athro cynorthwyol geoffiseg, yn dal dau feteoryn o gasgliad Prifysgol Princeton sy'n cynnwys haearn a chredir eu bod yn rhan o blanedau daear.
Tynnwyd y llun gan Denis Appelwhite.
Beth mae hyn yn ei olygu?
Mae bodolaeth arwynebau garw ar hyd y ffin 660 cilomedr yn bwysig er mwyn deall sut mae ein planed yn ffurfio ac yn gweithredu. Mae'r haen hon yn rhannu'r fantell, sy'n cyfrif am tua 84 y cant o gyfaint ein planed, yn adrannau uchaf ac isaf. Ers blynyddoedd, mae daearegwyr wedi dadlau pa mor bwysig yw’r ffin hon. Yn benodol, buont yn astudio sut mae gwres yn cael ei gludo trwy'r fantell - ac a yw creigiau gwresog yn symud o ffin Gutenberg (yr haen sy'n gwahanu'r fantell o'r craidd ar ddyfnder o 2900 cilomedr) hyd at ben y fantell, neu a yw'r symudiad hwn yn cael ei dorri ar y ffin 660-cilometr. Mae rhai data geocemegol a mwynolegol yn awgrymu bod gan haenau uchaf ac isaf y fantell gyfansoddiadau cemegol gwahanol, gan gefnogi'r syniad bod y ddwy haen yn anghymysgadwy yn thermol neu'n ffisegol. Mae sylwadau eraill yn awgrymu nad oes gan haenau uchaf ac isaf y fantell unrhyw wahaniaeth cemegol, gan arwain at y ddadl am yr hyn a elwir yn “fantell wedi'i chymysgu'n dda,” lle mae dwy haen y fantell yn cymryd rhan mewn cylch cyfnewid gwres cyfagos.
"Mae ein hastudiaeth yn rhoi mewnwelediadau newydd i'r ddadl hon," meddai Wenbo Wu. Mae'r data a gafwyd o'r astudiaeth hon yn awgrymu y gallai'r ddwy ochr fod yn rhannol gywir. Mae'n bosibl bod haenau llyfnach y ffin 660 km wedi ffurfio oherwydd cymysgu fertigol, trylwyr, lle gallai'r parthau mynyddig mwy garw fod wedi ffurfio lle nad oedd y gwaith o gymysgu'r fantell uchaf ac isaf wedi mynd rhagddo mor esmwyth.
Yn ogystal, canfuwyd "garwedd" yr haen ar y ffin a ganfuwyd ar raddfeydd mawr, canolig a bach gan wyddonwyr ymchwil, a allai mewn theori gael ei achosi gan anomaleddau thermol neu heterogenedd cemegol. Ond oherwydd y ffordd y mae gwres yn cael ei gludo yn y fantell, eglura Wu, byddai unrhyw anghysondeb thermol ar raddfa fach yn cael ei lyfnhau o fewn ychydig filiwn o flynyddoedd. Felly, dim ond heterogenedd cemegol all esbonio garwedd yr haen hon.
Beth allai achosi heterogenedd cemegol mor sylweddol? Er enghraifft, ymddangosiad creigiau yn haenau'r fantell a berthynai i gramen y ddaear ac a symudodd yno dros filiynau lawer o flynyddoedd. Mae gwyddonwyr wedi bod yn dadlau ers amser maith am dynged platiau ar wely'r môr sy'n cael eu gwthio i'r fantell gan barthau darostwng sy'n gwrthdaro o amgylch y Môr Tawel a rhannau eraill o'r byd. Mae Weibo Wu a Jessica Irving yn awgrymu y gallai gweddillion y platiau hyn bellach fod uwchlaw neu islaw'r ffin 660-cilometr.
“Mae llawer o bobl yn credu ei bod yn eithaf anodd astudio strwythur mewnol y blaned a’i newidiadau dros y 4.5 biliwn o flynyddoedd diwethaf gan ddefnyddio data tonnau seismig yn unig. “Ond mae hyn ymhell o fod yn wir!” meddai Irving. “Mae’r ymchwil hwn wedi rhoi gwybodaeth newydd i ni am dynged platiau tectonig hynafol a ddisgynnodd i’r fantell dros biliynau o flynyddoedd.”
Yn olaf, ychwanegodd Irving, “Rwy’n meddwl bod seismoleg yn fwyaf diddorol pan fydd yn ein helpu i ddeall strwythur mewnol ein planed mewn gofod ac amser.”
Gan awdur y cyfieithiad: Roeddwn bob amser eisiau rhoi cynnig ar gyfieithu erthygl wyddonol boblogaidd o'r Saesneg i Rwsieg, ond nid oeddwn yn ei ddisgwyl cyn belled â Mae'n gymhleth. Parch mawr i'r rhai sy'n cyfieithu erthyglau ar Habré yn rheolaidd ac yn effeithlon. I gyfieithu testun yn broffesiynol, mae angen nid yn unig i chi wybod Saesneg, ond hefyd i ddeall y pwnc ei hun trwy astudio ffynonellau trydydd parti. Ychwanegwch ychydig o “gag” i'w wneud yn swnio'n fwy naturiol, ond hefyd peidio â gorwneud hi, er mwyn peidio â difetha'r erthygl. Diolch yn fawr am ddarllen :)
Ffynhonnell: hab.com