W 1936 roku duńska sejsmolog Inge Lehmann przeprowadziła przełomowe badania, które wykazały, że bogate w żelazo wewnętrzne jądro Ziemi jest stałe, mimo że jest gorętsze niż powierzchnia Słońca. Od tego czasu nasze zrozumienie najgłębszej warstwy planety stale się poprawia. Na przykład na początku tego roku naukowcy z Australii wykazali, że wewnętrzny rdzeń może być Wykonany z dwóch odrębnych warstw, sugerując być może dwa oddzielne ochłodzenie w historii Ziemi. ale to nie wszystko.
Nowe badanie, które może zmienić podręcznik, pokazuje, że wewnętrzny rdzeń może nie być całkowicie lity – przynajmniej nie w tym sensie, że wyobrażamy sobie bryłę. Zamiast tego naukowcy odkryli, że najgłębsza warstwa na Ziemi składa się z plątaniny twardych powierzchni, które leżą naprzeciw stopionego lub miękkiego żelaza.
Ziemia coraz bardziej przypomina placek mięsny
Chociaż wewnętrzne jądro jest przesłonięte przez ponad 6300 km skorupy, płaszcza i ciekłego jądra zewnętrznego, naukowcy mają dość jasny obraz tego, co dzieje się wewnątrz ziemskich wnętrzności. W jaki sposób?
Kiedy wybucha wulkan lub uderza trzęsienie ziemi, zdarzenia te generują fale dźwiękowe, których właściwości, takie jak kierunek, kąt i prędkość, zmieniają się w przewidywalny sposób w zależności od napotkanego materiału.
Istnieje kilka Rodzaje fal sejsmicznych, ignorując fale powierzchniowe, odpowiedzialne za atak po bardzo silnych trzęsieniach ziemi. Badając wewnętrzne warstwy Ziemi, geofizycy skupiają się głównie na falach elementarnych (fale P) i falach ścinania (fale S). Fale P rozchodzą się przez wszystkie rodzaje mediów, podczas gdy fale S rozchodzą się tylko przez ciała stałe.
Kiedy fale sejsmiczne z trzęsień ziemi uderzają w płynne jądro zewnętrzne, a następnie przechodzą przez jądro wewnętrzne, dane sejsmiczne zebrane ze stacji na całym świecie rejestrują dodatkową falę poruszającą się pod kątem prostym, którą można wytłumaczyć jedynie falą ścinającą. W ten sposób Lyman pokazał, że jądro wewnętrzne, które jest wielkości księżyca, jest stałe. Nie różni się to zbytnio od sposobu, w jaki lekarz może używać skanera CT do obrazowania tego, co znajduje się w twoim ciele bez przecinania go.
Geofizycy nieustannie dowiadują się nowych rzeczy o wewnętrznych warstwach Ziemi w miarę ulepszania danych sejsmicznych, za pomocą nowych narzędzi, takich jak algorytmy uczenia maszynowego i inne maszyny wykorzystujące sztuczną inteligencję. Nowe badania prowadzone przez Rhetta Butlera z University of Hawaii w Szkole Nauk o Ziemi i Oceanii w Mānoa (SOEST) wykazały, że rdzeń wewnętrzny nie jest całkowicie lity. Zamiast tego jest mieszaniną płynnych, miękkich i stałych struktur. Niejednorodny skład jest szczególnie uderzający w górnych 150 milach (240 km) wewnętrznego rdzenia.
„W przeciwieństwie do jednorodnych stopów miękkiego żelaza uwzględnionych we wszystkich modelach jądra wewnętrznego Ziemi od lat 70. XX wieku, nasze modele wskazują na obecność ciągłych obszarów twardych, miękkich i płynnych lub miękkich stopów żelaza w górnych 150 milach tego. „Powiedział Butler. Nakłada to nowe ograniczenia na formację, historię termiczną i ewolucję Ziemi”.
Zewnętrzne jądro jest całkowicie płynne i mniej kontrowersyjne, ze stopionym żelazem w ciągłym ruchu, napędzanym przez konwekcję, ponieważ stale traci ciepło od czasu uformowania się Ziemi do nieruchomego płaszcza powyżej. To właśnie ten ruch generuje pole magnetyczne naszej planety niczym dynamo, które chroni nas przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym.
Jednak na rdzeń zewnętrzny wpływa rdzeń wewnętrzny. Lepsze zrozumienie ich prawdziwej struktury pomaga naukowcom lepiej zrozumieć dynamikę między rdzeniem wewnętrznym i zewnętrznym.
„Poznanie tego stanu granicznego z sejsmologii może umożliwić lepsze modele predykcyjne pola geomagnetycznego, które podtrzymuje i chroni życie na naszej planecie” – powiedział Butler.
Wyniki ukazały się w czasopiśmie postęp naukowy.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
