Naukowcy z USC udowodnili, że wewnętrzne jądro Ziemi cofa się – zwalnia – w stosunku do powierzchni planety, jak pokazują nowe badania opublikowane w środę w czasopiśmie Nature.
Ruch wewnętrznego jądra jest przedmiotem dyskusji w społeczności naukowej od dwudziestu lat, a niektóre badania wskazują, że jądro wewnętrzne obraca się szybciej niż powierzchnia planety. Nowe badanie USC dostarcza jednoznacznych dowodów na to, że jądro wewnętrzne zaczęło zmniejszać swoją prędkość około 2010 roku, poruszając się wolniej niż powierzchnia Ziemi.
„Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem sejsmogramy wskazujące na tę zmianę, byłem zdumiony” – powiedział John Vidale, profesor dziekana nauk o Ziemi w USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences. „Ale kiedy znaleźliśmy dwadzieścia kolejnych obserwacji sygnalizujących ten sam wzór, wynik był nieunikniony. Jądro wewnętrzne zwolniło po raz pierwszy od wielu dziesięcioleci. Inni naukowcy opowiadali się ostatnio za podobnymi i różnymi modelami, ale nasze najnowsze badanie dostarcza najbardziej przekonującą rozdzielczość.”
Względność cofania się i zwalniania
Uważa się, że jądro wewnętrzne cofa się i cofa względem powierzchni planety, ponieważ po raz pierwszy od około 40 lat porusza się nieco wolniej, a nie szybciej niż płaszcz Ziemi. W porównaniu z prędkością w poprzednich dziesięcioleciach, rdzeń wewnętrzny zwalnia.
Rdzeń wewnętrzny to solidna kula żelazowo-niklowa otoczona zewnętrznym rdzeniem z ciekłego żelaza i niklu. Jądro wewnętrzne, mniej więcej wielkości Księżyca, znajduje się ponad 5000 mil pod naszymi stopami i stanowi wyzwanie dla badaczy: nie można go zwiedzać ani oglądać. Naukowcy muszą wykorzystać fale sejsmiczne powstałe podczas trzęsień ziemi, aby stworzyć wizualizacje ruchu jądra wewnętrznego.
Nowe podejście do powtarzalnego podejścia
W przeciwieństwie do innych badań Vidale i Wei Wang z Chińskiej Akademii Nauk wykorzystali kształty fal i powtarzające się trzęsienia ziemi. Powtarzające się trzęsienia ziemi to zdarzenia sejsmiczne, które występują w tym samym miejscu i powodują powstanie identycznych sejsmogramów.
W tym badaniu naukowcy zebrali i przeanalizowali dane sejsmiczne zarejestrowane wokół Sandwich Południowy ze 121 powtarzających się trzęsień ziemi, które miały miejsce w latach 1991–2023. Wykorzystali także dane z bliźniaczych sowieckich testów nuklearnych w latach 1971–1974, a także powtarzające się badania francuskie i amerykańskie. testy jądrowe z innych badań jądra wewnętrznego.
Vidale powiedział, że zmniejszenie prędkości jądra wewnętrznego było spowodowane wirowaniem otaczającego go zewnętrznego jądra z ciekłym żelazem, co generuje ziemskie pole magnetyczne, a także przyciąganie grawitacyjne z gęstych obszarów leżącego nad nim skalistego płaszcza.
Wpływ na powierzchnię Ziemi
Konsekwencje tej zmiany w ruchu jądra wewnętrznego dla powierzchni Ziemi można jedynie spekulować. Vidale powiedział, że cofanie się wewnętrznego jądra może zmienić długość dnia o ułamki sekundy: „Bardzo trudno to zauważyć, rzędu jednej tysięcznej sekundy, niemal zagubionej w hałasie wzburzonych oceanów i atmosfery. “
Przyszłe badania naukowców z USC mają na celu jeszcze bardziej szczegółowe wykreślenie trajektorii jądra wewnętrznego, aby dokładnie odkryć przyczyny jego przemieszczania się.
„Taniec wewnętrznego jądra może być jeszcze bardziej żywy, niż dotychczas przypuszczaliśmy” – powiedział Vidale.
Badania te były wspierane przez National Science Foundation (EAR-2041892) oraz Instytut Geologii i Geofizyki Chińskiej Akademii Nauk (IGGCAS-201904 i IGGCAS-202204).