Batuan benua yang mendasari pantai timur Amerika Utara cukup membosankan, secara tektonik. Kejadian geologis dramatis terakhir - yang terjadi di sana terjadi sekitar 200 juta tahun yang lalu, dan sebagian besar perubahan sejak itu berasal dari erosi glasial, angin dan air.
Tetapi sebuah proyek yang membantu mencitrakan lapisan batuan di bawah benua dengan kejelasan yang belum pernah terjadi sebelumnya telah membantu mengungkap fitur kecil yang tidak biasa yang tampaknya merupakan "gumpalan" relatif panas yang baru, batuan yang naik di bawah bagian Timur Laut A.S.
Fitur yang tidak biasa telah terlihat sebelumnya, ketika para ilmuwan menggunakan gelombang seismik yang secara rutin memantul melalui interior bumi untuk mengungkapkan beberapa struktur yang tersembunyi di bawah kaki kita. Gelombang tersebut bergerak dengan kecepatan dan sudut yang berbeda melalui berbagai jenis batuan, termasuk batuan dengan temperatur berbeda dan batuan bergerak ke arah yang berbeda. Fitur kecil di bawah Northeast muncul sebagai area dengan suhu tinggi yang tidak biasa, tetapi gambarnya cukup kabur.
Masuk ke proyek EarthScope, upaya yang didanai National Science Foundation yang menempatkan ribuan detektor seismik dan instrumen lainnya di seluruh Amerika Serikat untuk mendapatkan gambaran yang lebih jelas dari berbagai fitur - seperti kesalahan gempa dan berbagai lapisan batu purba - yang bersembunyi di bawah permukaan. Levin menyamakan data EarthScope dengan beralih dari menggunakan senter kecil di ruang berdebu ke memiliki lampu overhead.
Atau, untuk membandingkannya dengan proyek penerangan dunia lainnya, "itu sebanding dengan mengirim Hubble," katanya, merujuk pada teleskop ruang angkasa yang legendaris.
Dengan bantuan mahasiswa sarjana yang mengerjakan proyek-proyek tesis, Levin dan rekan-rekannya menemukan bahwa tanda stretch mark kiri ketika batu di bagian dalam Bumi bergerak hilang dari area yang sama di mana batu di bawah permukaan tampak lebih panas.
Secara keseluruhan, bukti menunjukkan bahwa gumpalan batu panas sekitar 100 mil (160 kilometer) turun mengalir ke atas di bagian atas mantel Bumi (lapisan Bumi tepat di bawah kerak bumi), kata penulis penelitian.
Sumber pasti gumpalan ini tidak jelas; itu tidak memiliki akar yang dalam ke mantel yang terlihat di hotspot seperti yang terletak di bawah Yellowstone atau Kepulauan Hawaii dan menyulut sumber air panas dan gunung berapi Hawaii yang ditemukan di setiap tempat, kata Levin.
Barbara Romanowicz, ahli geofisika di UC Berkeley yang tidak terlibat dalam penelitian, mengatakan dalam email bahwa gumpalan ini dapat dikaitkan dengan jari material yang lebih dalam di mantel yang ia dan salah seorang mahasiswa pascasarjana sedang gambarkan dalam pekerjaan yang saat ini sedang ditinjau untuk penerbitan dalam jurnal ilmiah. Jari itu memanjang secara horizontal di sepanjang jalur hotspot (atau jejak yang tersisa ketika lempeng tektonik bergerak di atas hotspot vulkanik) dari punggungan Atlantik tengah - lapisan yang membentang di tengah-tengah dasar lautan - ke daratan dan ke utara, katanya.
"Mungkin ada fitur lain seperti yang mereka dokumentasikan di sepanjang trek ini, memanfaatkan saluran yang lebih dalam. Data tidak ada di sana untuk melihatnya," kata Romanowicz.
Ukuran gumpalan yang kecil dan suhu yang panas juga menunjukkan itu adalah fitur yang relatif muda - dalam skala puluhan juta tahun - karena kemungkinan akan mendingin jika lebih muda, katanya. Tidak ada fitur permukaan yang dapat dihubungkan dengannya, karena ia berada jauh di bawah tepi bawah lempeng tektonik, Levin menambahkan.
Mekanisme yang menyebabkan gelembung bahan mantel terbentuk lebih dekat ke permukaan daripada biasanya bisa menjadi penyebab gumpalan, katanya, tetapi itu akan membutuhkan lebih banyak pekerjaan untuk menyelidiki.
Pertanyaan besar lainnya adalah apakah ini fitur yang lebih sering terjadi di bawah benua Bumi, atau apakah itu lebih merupakan keingintahuan. Untuk menjawab itu, para ilmuwan perlu menggunakan versi EarthScope di benua lain untuk mendapatkan jenis gambar yang sama persis yang diperoleh untuk Amerika Utara, kata Levin.
"Ini adalah jenis resolusi yang kita butuhkan di mana-mana, dan saya akan mengatakan, tidak hanya di bawah benua, tetapi juga di bawah lautan. Mungkin bahkan lebih lagi di bawah lautan," kata Romanowicz. Biaya dan tantangan teknis telah menghalangi upaya-upaya tersebut hingga saat ini, tetapi ada minat baru untuk mengimplementasikan jaringan tersebut. "Ini akan membantu mencari tahu pipa ledeng di mantel Bumi, dan sebagian besar aksinya ada di bawah lautan," katanya.
