Naukowcy z Australian National University (ANU) odkryli obszar w kształcie pączka, tysiące kilometrów pod naszymi stopami, w płynnym jądrze Ziemi. Odkrycie to dostarcza nowych wskazówek na temat dynamiki pola magnetycznego naszej planety.
Struktura w płynnym jądrze Ziemi występuje tylko na niskich szerokościach geograficznych i znajduje się równolegle do równika. Według sejsmologów ANU, do tej pory nie została wykryta.
Ziemia ma dwie warstwy rdzenia: jądro wewnętrzne, warstwę stałą, i jądro zewnętrzne, warstwę płynną. Jądro Ziemi otacza płaszcz. Nowo odkryty obszar w kształcie pączka znajduje się na szczycie zewnętrznego jądra Ziemi, gdzie jądro płynne spotyka się z płaszczem.
Współautor badania i geofizyk ANU, profesor Hrvoje Tkalčić, stwierdził, że wykryte fale sejsmiczne są wolniejsze w nowo odkrytym regionie niż w pozostałej części płynnego jądra zewnętrznego.
„Region ten leży równolegle do płaszczyzny równikowej, ogranicza się do niskich szerokości geograficznych i ma kształt pączka” – powiedział.
„Nie znamy dokładnej grubości pączka, ale wywnioskowaliśmy, że sięga on kilkaset kilometrów pod granicę jądra i płaszcza”.
Zamiast stosować tradycyjne techniki obserwacji fal sejsmicznych i obserwować sygnały generowane przez trzęsienia ziemi w ciągu pierwszej godziny, naukowcy z ANU przeanalizowali podobieństwa między formami fal wiele godzin po wystąpieniu trzęsienia ziemi, co pozwoliło im dokonać unikalnego odkrycia.
„Dzięki zrozumieniu geometrii ścieżek fal i sposobu, w jaki przemierzają one objętość zewnętrznego jądra, zrekonstruowaliśmy ich czasy podróży przez Ziemię, wykazując, że nowo odkryty region ma niskie prędkości sejsmiczne” – powiedział profesor Tkal?i?.
„Ta szczególna struktura pozostawała ukryta aż do tej pory, gdyż wcześniejsze badania gromadziły dane obejmujące mniejszy zakres objętości zewnętrznego jądra, obserwując fale, które zwykle były ograniczane w ciągu jednej godziny od momentu powstania dużych trzęsień ziemi.
„Udało nam się uzyskać znacznie lepsze pokrycie objętościowe, ponieważ badaliśmy fale pogłosowe przez wiele godzin po dużych trzęsieniach ziemi”.
Współautor badań, dr Xiaolong Ma, powiedział, że odkrycie to ujawnia pewne tajemnice dotyczące dynamiki pola magnetycznego Ziemi.
„Wciąż istnieją tajemnice dotyczące zewnętrznego jądra Ziemi, które nie zostały rozwiązane, a do tego potrzebne są wielodyscyplinarne wysiłki z zakresu sejsmologii, fizyki minerałów, geomagnetyzmu i geodynamiki” – powiedział dr Ma.
Zewnętrzne jądro składa się głównie z płynnego żelaza i niklu, a gwałtowny ruch przewodzącej elektryczność cieczy tworzy pole magnetyczne Ziemi, które osłania Ziemię i pomaga utrzymać wszelkie życie, chroniąc ją przed niszczącymi wiatrami słonecznymi i szkodliwym promieniowaniem.
Naukowcy uważają, że lepsze poznanie składu zewnętrznego jądra Ziemi, w tym lekkich pierwiastków chemicznych, ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia pola magnetycznego i przewidywania, kiedy może ono potencjalnie ustać lub osłabnąć.
„Nasze odkrycia są interesujące, ponieważ ta niska prędkość w ciekłym jądrze oznacza, że mamy wysokie stężenie lekkich pierwiastków chemicznych w tych regionach, co spowodowałoby spowolnienie fal sejsmicznych. Te lekkie pierwiastki, obok różnic temperatur, pomagają mieszać ciecz w zewnętrznym jądrze” – powiedział profesor Tkalčić.
„Pole magnetyczne jest podstawowym składnikiem niezbędnym do utrzymania życia na powierzchni naszej planety.
„Dynamika pola magnetycznego Ziemi jest obszarem dużego zainteresowania społeczności naukowej, więc nasze wyniki mogą promować więcej badań nad polem magnetycznym zarówno na Ziemi, jak i na innych planetach”.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Science Advances.