China nutzt künstliche Intelligenz zur Erstellung einer neuen Karte des Erdmantels

Wednesday 02 September 2026 - 13:45

Chinesische Wissenschaftler haben künstliche Intelligenz eingesetzt, um eine der am schwersten zugänglichen Regionen unseres Planeten zu untersuchen und eine neue Karte des unteren Erdmantels zu erstellen. Die Studie zeigt, wie fortschrittliche Rechenmethoden Forschern helfen können, enorme Mengen seismischer Daten zu analysieren und Strukturen zu entdecken, die tief unter der Oberfläche verborgen sind.

Der Erdmantel erstreckt sich bis zu einer Tiefe von etwa 2.900 Kilometern, wo er auf den flüssigen äußeren Kern des Planeten trifft. Obwohl diese tiefen Schichten nicht direkt erkundet werden können, können Wissenschaftler sie indirekt untersuchen, indem sie seismische Wellen analysieren, die durch Erdbeben erzeugt werden.

Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften verwendeten eine seismische Datenbank, die 35 Jahre abdeckt, von 1990 bis 2024. Ihre Analyse konzentrierte sich auf schwache Signale, die als PKP-Vorfälle bekannt sind und durch kleine und heterogene Strukturen in der Nähe der Grenze zwischen Mantel und Kern gestreut werden können.

Diese schwachen Signale manuell unter Millionen von seismischen Aufzeichnungen zu identifizieren, ist äußerst anspruchsvoll. Um diese Herausforderung zu überwinden, trainierten die Forscher ein Deep-Learning-System, um die Daten zu analysieren und Aufzeichnungen zu identifizieren, die potenziell nützliche Signale enthielten.

Das künstliche Intelligenzsystem untersuchte mehr als zwei Millionen seismische Aufzeichnungen, die mit etwa 5.000 Erdbeben verbunden waren. Die Forscher überprüften dann manuell die Ergebnisse des Algorithmus, korrigierten Fehler und speisten die verifizierten Beispiele zurück in das System, um dessen Genauigkeit zu verbessern.

Der Prozess identifizierte letztendlich 174.929 hochwertige schwache Signale, was Berichten zufolge etwa zehnmal mehr ist als die Gesamtzahl, die in früheren Studien festgestellt wurde. Dieses erweiterte Datenset hat den Wissenschaftlern einen viel breiteren Blick auf die Strukturen im unteren Erdmantel ermöglicht.

Die Ergebnisse könnten die Art und Weise verändern, wie Forscher diese tiefen Regionen verstehen. Frühere Karten zeigten oft isolierte Anomalien, während die neue Analyse nahelegt, dass einige dieser Strukturen möglicherweise in umfangreiche Gürtel unter der Erdoberfläche verbunden sind.

Wissenschaftler glauben, dass einige dieser tiefen Strukturen Überreste alter ozeanischer Kruste sein könnten, die durch tektonische Prozesse nach unten transportiert wurde. Eine weitere Möglichkeit ist, dass bestimmte Materialien mit Theia, dem hypothetischen Planeten, der believed to have collided with the early Earth and contributed to the formation of the Moon, verbunden sein könnten.

Extreme Druck und Temperaturen tief im Inneren des Planeten können die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Materialien erheblich verändern, was die Interpretation dieser Strukturen besonders komplex macht.

Die neue Karte hat auch sechs zuvor nicht dokumentierte anomalous Regionen aufgedeckt, einschließlich Gebieten unter höheren Breiten in Eurasien und Zentralasien sowie unter dem Südatlantik.

Die Forschung hebt die wachsende Rolle der künstlichen Intelligenz in der Geophysik hervor. Durch die Verarbeitung riesiger Mengen seismischer Informationen viel schneller als traditionelle Methoden kann KI Wissenschaftlern helfen, subtile Signale zu erkennen und Teile der Erde zu untersuchen, die für direkte Beobachtungen unzugänglich bleiben.

Diese Ergebnisse könnten letztendlich zu einem besseren Verständnis der Dynamik des Mantels, der Plattentektonik und der tiefen geologischen Prozesse beitragen, die den Planeten über Milliarden von Jahren geformt haben.