Theo Live Science, những cấu trúc kỳ lạ được gọi là vùng vận tốc cực thấp (ULVZ), bởi sóng địa chấn do động đất tạo ra truyền qua các vùng này chậm hơn khoảng 50% so với qua lớp phủ xung quanh. Điều đó có nghĩa là các ULVZ cũng đặc hơn nhiều so với phần còn lại của lớp phủ và có thể được cấu tạo từ các nguyên tố nặng hơn.
Thật khó để nói chắc chắn điều gì về những khối đá dày đặc này, bởi vì các ULVZ nằm ở độ sâu gần 2.900km dưới bề mặt Trái đất, tập trung sâu bên dưới Châu Phi và dưới Thái Bình Dương, nơi đất đá của lớp phủ và chất lỏng - kim loại ở lõi ngoài tiếp giáp với nhau. Độ sâu quá lớn nên không thể quan sát được bằng mắt thường, các nhà khoa học chỉ có thể dựa vào dữ liệu địa chấn để đưa ra manh mối về kích thước, hình dạng và cấu trúc của các ULVZ.
Giờ đây, bằng cách sử dụng một mô hình máy tính mới và các quan sát địa chấn mới từ sâu bên dưới Australia và New Zealand, các nhà nghiên cứu đã có thể giải mã thêm một số thông tin quan trọng về ULVZ. Theo một nghiên cứu được công bố ngày 30.12.2021 trên tạp chí Nature Geoscience, các khu vực này không phải là cấu trúc đồng nhất mà dường như được tạo thành từ các lớp vật liệu khác nhau tích tụ qua thời gian.
Tác giả chính của nghiên cứu Surya Pachhai, học giả sau tiến sĩ tại Đại học Quốc gia Australia, cho biết: "Phát hiện đáng ngạc nhiên nhất là các vùng vận tốc cực thấp không đồng nhất mà chứa các biến đổi về cấu trúc và thành phần mạnh mẽ bên trong chúng"
"Loại ULVZ này có thể được giải thích bởi sự biến đổi hóa học được tạo ra vào thời kỳ đầu của lịch sử Trái đất, chúng vẫn chưa được hòa trộn sau 4,5 tỉ năm lớp phủ liên tục đối lưu".
Sau khi mô phỏng trên máy tính cho thấy ULVZ có thể chưa một cấu trúc nhiều lớp hoặc hỗn hợp, các nhà nghiên cứu đã đề xuất một khả năng về nguồn gốc có thể có của các cấu trúc. Theo đó, bắt đầu từ hơn 4 tỉ năm trước, vào khoảng thời gian lớp vỏ đá đầu tiên của Trái đất hình thành, bên dưới bề mặt, các nguyên tố nặng hơn, như sắt, đang chìm dần về phía lõi của hành tinh, trong khi các nguyên tố nhẹ hơn, như silicon, nổi lên về phía lớp phủ.
Tuy nhiên, cấu trúc này đã tan thành mây khói khi một hành tinh cỡ sao Hỏa được gọi là Theia đâm thẳng vào Trái đất sơ khai. Sự kiện được cho là một trận đại hồng thủy cổ đại mà các nhà nghiên cứu gọi là giả thuyết tác động khổng lồ. Vụ va chạm có thể làm phát tán một lượng lớn các mảnh vỡ vào quỹ đạo Trái đất - có thể dẫn đến sự hình thành của Mặt trăng - đồng thời làm tăng nhiệt độ của toàn hành tinh và tạo ra một "đại dương" magma lớn trên bề mặt hành tinh, theo tác giả Pachhai.
Các nhà nghiên cứu cho hay, các loại đá, khí và tinh thể khác nhau được tạo ra trong vụ va chạm sẽ bị phân tán trong đại dương magma này - nhưng không phải là vĩnh viễn. Trong hàng tỉ năm tiếp theo, các vật liệu nặng hơn sẽ chìm xuống đáy lớp phủ, tiếp theo là các vật liệu nhẹ hơn - cuối cùng tạo ra cấu trúc nhiều lớp gồm sắt và các nguyên tố khác ở ranh giới lõi và lớp phủ. Khi lớp phủ xáo trộn theo thời gian, lớp dày đặc này sẽ tách ra thành các cụm nhỏ hơn trải rộng trên lớp phủ bên dưới - tạo ra các ULVZ mà chúng ta biết ngày nay.
Các nhà nghiên cứu cho biết thêm, kịch bản này có thể không giải thích được nguồn gốc của tất cả các ULVZ, vì cũng có một số bằng chứng cho thấy các hiện tượng khác có thể giải thích cho nguồn gốc ULVZ. Chẳng hạn, lớp vỏ đại dương tan chảy chìm vào trong lớp phủ. Tuy nhiên, các mô hình của nhóm nghiên cứu cho thấy giả thuyết về tác động khổng lồ giải thích một cách khả thi về cách các khu vực dày đặc, nhiều lớp có thể được tạo ra.
