Gjeologët kohët e fundit zbuluan prova sizmike inovative të “fortesave” masive dhe të lashta të vendosura gati 1,800 milje nën sipërfaqen e Tokës, në mantel. Këto struktura kolosale jo vetëm që janë më të vjetra dhe më të forta se shkëmbi përreth, por ato kanë riformësuar kuptimin tonë për brendësinë e planetit. Zbulimi i tyre u bë i mundur nëpërmjet teknikave inovative sizmike dhe gjetjet janë botuar në Nature. Këto formacione, që mbulojnë zona të gjera nën Afrikë dhe Oqeanin Paqësor, ofrojnë njohuri mbi proceset komplekse dhe dinamike që ndodhin thellë brenda planetit tonë.
Në thelb të këtij zbulimi janë Provincat e Mëdha me Shpejtësi të Ulët Sizmike (LLSVP), rajone të mëdha dhe të ngadalta të shkëmbinjve të nxehtë të vendosura në kufirin bërthamë-mantel. Këto provinca, të njohura në gjuhën e folur si “fortesa”, shtrihen në një zonë afërsisht sa madhësia e kontinenteve. LLSVP-të Afrikane dhe të Paqësorit janë dy më të spikaturat, secila duke arritur mbi 3,000 milje të gjera, me fortesën Afrikane që ngrihet rreth 600 milje mbi mantel. Ajo që i bën këto struktura kaq interesante është se ato duket se mbeten kryesisht të paprekura nga proceset e zakonshme të konvekcionit të mantelit, që do të thotë se ato nuk rrjedhin ose lëvizin siç pritet.
Tomografia sizmike, një teknikë e përdorur për të hartuar brendësinë e Tokës, i zbuloi për herë të parë këto “fortesa” në vitet 1990. Megjithatë, vetëm pas studimeve më të fundit u kuptua plotësisht natyra dhe roli i tyre i vërtetë. “Tërmetet e mëdha e bëjnë të gjithë Tokën të bjerë si një zile me tone të ndryshme”, tha Arwen Deuss, një sizmologe nga Universiteti i Utrechtit. Ekipi i saj, i cili përfshinte shkencëtarë nga e gjithë Evropa, Australia dhe Shtetet e Bashkuara, hetoi valët sizmike nga tërmetet e mëdha dhe zbuloi se këto “fortesa” nuk thithnin energji siç pritej, duke vërtetuar kështu vetitë e tyre unike.
LLSVP-të karakterizohen nga aftësia e tyre për të ngadalësuar valët sizmike, gjë që i bën ato të dallohen nga materiali përreth mantelit. Shkencëtarët zbuluan se këto zona jo vetëm që janë më të nxehta, por gjithashtu kanë veti të ndryshme mekanike krahasuar me rajonet më të ftohta përreth tyre. Megjithatë, ndryshimi kryesor qëndron në strukturën e tyre të kokrrizave. Në mantel, mineralet formohen në kristale mikroskopike, por në rastin e LLSVP-ve, kristalet janë dukshëm më të mëdha dhe më të rreshtuara.
Ky fenomen, i cili është vërejtur në mjedise laboratorike duke përdorur eksperimente me presion të lartë, luan një rol vendimtar në arsyen pse valët sizmike udhëtojnë më lehtë nëpër këto rajone. Më pak kufij mikroskopikë të kokrrizave brenda fortesave do të thotë se humbet më pak energji ndërsa valët sizmike kalojnë nëpër to. “Ka më pak rrjedhje në mantelin e Tokës sesa mendohet zakonisht”, shpjegoi Deuss, duke nënvizuar se si këto struktura masive dhe stacionare prishin kuptimet konvencionale të konvekcionit të mantelit.
Zbulimi i këtyre strukturave masive i detyron shkencëtarët të rishqyrtojnë të gjithë modelin e dinamikës së brendshme të Tokës. Pikëpamja tradicionale e një manteli konvektiv në mënyrë uniforme, ku nxehtësia rritet dhe shkëmbinjtë më të ftohtë fundosen, po vihet në dyshim. Fortesat e palëvizshme e prishin këtë pamje, duke sugjeruar një mantel më të shtresuar dhe heterogjen, ku pjesë të tij mbeten të ngurta ndërsa të tjerat janë fluide. Kjo mund të ketë implikime të thella jo vetëm për kuptimin tonë të proceseve gjeologjike, por edhe për fenomenet e vërejtura në sipërfaqen e Tokës, siç janë aktiviteti vullkanik dhe tektonika e pllakave.
Këto “fortesa” mund të shpjegojnë gjithashtu formimin e reve të mantelit, kolona shkëmbinjsh të nxehtë që ngrihen nga brendësia e Tokës në sipërfaqe. Këto re janë përgjegjëse për pikat e nxehta vullkanike si ato që krijojnë Ishujt Havai. Besohet se skajet e këtyre fortesave veprojnë si platforma nisjeje për këto re, duke krijuar zinxhirë vullkanikë dhe provinca të mëdha magmatike – të cilat janë lidhur me zhdukje masive në historinë e Tokës. Stabiliteti i këtyre strukturave mund të ndikojë potencialisht në lëvizjen e pllakave tektonike gjatë kohës gjeologjike, duke ndikuar në zhvendosjen e kontinenteve dhe formimin e rripave malorë.
