Dodano: 14 czerwca 2024r.

Jądro wewnętrzne Ziemi obraca się wolniej od ponad dekady

Nowe analizy danych sejsmicznych z trzęsień ziemi i prób jądrowych dostarczyły dowodów na to, że jądro wewnętrzne Ziemi zaczęło zwalniać w stosunku do powierzchni planety. Według naukowców, trend ten rozpoczął się około 2010 roku.

Jądro wewnętrzne Ziemi obraca się wolniej od ponad dekady

 

W nowych badaniach, które ukazały się na łamach pisma „Nature” (DOI: 10.1038/s41586-024-07536-4) naukowcy z University of Southern California (USC) ustalili, że jądro wewnętrzne Ziemi zwalnia w stosunku do powierzchni planety. Na to spowolnienie, jak wskazują uczeni, wpływa przyciąganie grawitacyjne płaszcza Ziemi oraz dynamika płynnego jądra zewnętrznego, które otacza jądro wewnętrzne. Zjawisko to potencjalnie może nieznacznie wpłynąć na obrót Ziemi.

Jądro wewnętrzne zwalnia

Powszechnie uważa się, że jądro Ziemi jest kulą o promieniu niemal 3500 km. Składa się głównie ze stopów niklu i żelaza, ale może mieć domieszki siarki, krzemu czy potasu. Badacze wyróżniają trzy struktury, które wchodzą w skład jądra Ziemi: płynne jądro zewnętrzne, jądro wewnętrzne oraz strefę przejściową między nimi – nieciągłość Lehmanna. Jądro wewnętrzne Ziemi swobodnie wiruje otoczone morzem płynnego żelaza, czyli jądrem zewnętrznym. Ma promień około 1250 km i wykazuje charakter ciała stałego.

Prądy konwekcyjne występujące w jądrze ziemi tworzą geodynamo, dzięki któremu naszą planetę otacza i chroni pole magnetyczne. Nad jądrem znajduje się płaszcz ziemski, a dopiero nad nim skorupa naszej planety, na której żyjemy. Jądro Ziemi znajduje się dużej głębokości i badać je można wyłącznie na podstawie analizy fal sejsmicznych.

Ruch jądra wewnętrznego jest przedmiotem debaty społeczności naukowej od dekad. Nowe badania specjalistów z USC dostarczają jednoznacznych dowodów na to, że jądro wewnętrzne zaczęło zwalniać swoją prędkość około 2010 roku.

- Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem sejsmogramy, które sugerowały tę zmianę, byłem oszołomiony — powiedział John Vidale z USC. - Potem znaleźliśmy dziesiątki obserwacji sygnalizujących ten sam wzór. Jądro wewnętrzne zwolniło po raz pierwszy od wielu dekad. Inni naukowcy w ostatnim czasie przedstawiali różne modele wskazujące na istnienie tego zjawiska, ale nasze najnowsze badanie dostarcza najbardziej przekonujących dowodów - dodał.

Jakie będą konsekwencje?

W porównaniu do swojej prędkości w poprzednich dekadach, jądro wewnętrzne zwalnia względem powierzchni planety. Badacze wskazują, że dzieje się to po raz pierwszy od 40 lat.

Vidale oraz Wei Wang z Chińskiej Akademii Nauk, współautor publikacji, wykorzystali do swoich badań powtarzające się trzęsienia ziemi - zdarzenia sejsmiczne, które występują w tym samym miejscu, mają podobną siłę i to samo źródło. Uczeni zebrali i przeanalizowali dane sejsmiczne zarejestrowane podczas trzęsień ziemi wokół wysp Sandwich Południowy. W latach 1991–2023 miało tam miejsce 121 wstrząsów. Badacze wykorzystali również dane z radzieckich testów nuklearnych przeprowadzonych w latach 1971–1974, a także podobnych prób wykonanych przez Francuzów i Amerykanów.

Dzięki danym pokazującym, w jaki sposób te fale sejsmiczne przyspieszają, zwalniają i oddziałują na siebie, naukowcy mogą oszacować położenie i ruch jądra wewnętrznego.

Według autorów publikacji, spowolnienie prędkości jądra wewnętrznego wynika z zaburzeń dynamiki płynnego jądra zewnętrznego. Ma na to wpływ także przyciąganie grawitacyjne gęstych obszarów leżącego nad nim płaszcza ziemskiego.

Zjawisko to potencjalnie mieć wpływ na powierzchnię Ziemi. Można jedynie spekulować, jakie będą konsekwencje zmiany ruchu jądra wewnętrznego. Vidale przyznał, że zwolnienie jądra wewnętrznego może mieć wpływ na obrót całej planety i o ułamki sekundy zmienić długość dnia.


Źródło: University of Southern California, Science Alert, fot. Wikimedia Commons/ CC BY 3.0/ Globemaster3d