Phoebe Newman Los Angeles – Nowe badania pokazują, że wewnętrzne jądro Ziemi – solidna żelazna kula zlokalizowana głęboko w naszej planecie – spowolniło swój obrót. Naukowcy z Uniwersytetu Południowej Kalifornii twierdzą, że ich odkrycie podważa wcześniejsze wyobrażenia na temat zachowania jądra wewnętrznego i rodzi interesujące pytania dotyczące jego wpływu na dynamikę Ziemi.
Od dawna wiadomo, że jądro wewnętrzne, tajemnicza kraina położona około 5000 mil pod naszymi stopami, obraca się niezależnie od powierzchni Ziemi. Naukowcy spędzili dziesięciolecia na badaniu tego zjawiska, wierząc, że odgrywa ono kluczową rolę w generowaniu pola magnetycznego naszej planety i kształtowaniu wzorców konwekcji w płynnym jądrze zewnętrznym. Do tej pory powszechnie uznawano, że jądro wewnętrzne stopniowo obraca się szybciej niż reszta Ziemi, jest to proces znany jako… Super rotacja. Jednak to najnowsze badanie, opublikowane w czasopiśmie Natura, Ujawnia zaskakujący rozwój tej powieści.
„Kiedy po raz pierwszy zobaczyłem sejsmogramy wskazujące na tę zmianę, byłem zdumiony” – mówi w oświadczeniu John Vidal, profesor dziekanatu nauk o Ziemi w USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences. „Ale kiedy znaleźliśmy dwadzieścia innych obserwacji wskazujących na ten sam wzór, wniosek był nieunikniony. Jądro wewnętrzne zwolniło po raz pierwszy od kilku dziesięcioleci. Inni naukowcy opowiadali się ostatnio za podobnymi i różnymi modelami, ale nasze najnowsze badanie dostarcza najbardziej przekonującym rozwiązaniem.”
Zwolnij obrót, odwróć rytm
Analizując fale sejsmiczne generowane przez powtarzające się trzęsienia ziemi na Wyspach Sandwich Południowy w latach 1991–2023, naukowcy odkryli, że rotacja wewnętrznego jądra nie tylko zwolniła, ale w rzeczywistości również zwolniła. przeciwny kierunek. Zespół skupił się na konkretnym typie fali sejsmicznej zwanej PKIKP, która przecina wewnętrzne jądro i jest rejestrowana przez tablice sejsmiczne w północnej Ameryce Północnej. Porównując przebiegi tych fal ze 143 par powtarzających się trzęsień ziemi, zauważyli dziwny wzór.
Wiele par trzęsień ziemi wykazywało kształty fal sejsmicznych, które zmieniały się w czasie, ale co zaskakujące, później powróciły, by dopasować się do swoich wcześniejszych odpowiedników. Obserwacja ta sugeruje, że jądro wewnętrzne, po okresie superrotacji trwającym od 2003 do 2008 roku, zaczęło subrotować, czyli obracać się wolniej niż powierzchnia Ziemi, zasadniczo powracając po swojej poprzedniej drodze. Naukowcy odkryli, że w latach 2008–2023 jądro wewnętrzne obracało się od dwóch do trzech razy wolniej niż podczas poprzedniego superspinu.
Wyniki badania dają fascynujący obraz dynamiki obrotowej jądra wewnętrznego. Identyczne przebiegi obserwowane w wielu parach trzęsień ziemi wskazują momenty, w których jądro wewnętrzne powróciło do pozycji, które zajmowało w przeszłości względem płaszcza. Ten wzór, w połączeniu z wnioskami z poprzednich badań, pokazuje, że rotacja wewnętrznego jądra jest znacznie bardziej złożona niż zwykła, statyczna superrotacja.
Naukowcy odkryli, że superrotacja wewnętrznego jądra od 2003 do 2008 roku była szybsza niż późniejsza subrotacja, co wskazuje na asymetrię jego zachowania. Ta różnica w szybkościach rotacji sugeruje, że interakcje między jądrem wewnętrznym, rdzeniem zewnętrznym i płaszczem są bardziej złożone, niż wcześniej sądzono.
Ograniczenia: Podstawowe elementy układanki
Chociaż badanie dostarcza przekonujących dowodów na to, że jądro wewnętrzne zwalnia i odwraca swój obrót, ma ono oczywiście pewne ograniczenia. Zasięg przestrzenny danych sejsmicznych jest stosunkowo niewielki, zwłaszcza na północnym Atlantyku, ze względu na obecność warstw czertu, które utrudniają ciągłe wiercenia. Co więcej, model systemu Ziemi zastosowany w badaniu, choć złożony, nadal stanowi uproszczoną reprezentację złożonej dynamiki.
Autorzy podkreślają potrzebę dodatkowych danych o wysokiej rozdzielczości z szerszej gamy miejsc, aby wzmocnić swoje ustalenia. Wzywają także do ciągłego ulepszania modeli systemów ziemskich, aby lepiej zrozumieć złożoność zachowania jądra wewnętrznego i jego interakcji z jądrem zewnętrznym i płaszczem.
Co wyniki oznaczają na przyszłość?
Odkrycie spowalniającego i odwracającego obrót jądra wewnętrznego ma poważne implikacje dla naszego zrozumienia wnętrza Ziemi i jego wpływu na dynamikę naszej planety. Zachowanie jądra wewnętrznego jest ściśle powiązane z polem magnetycznym Ziemi i wzorcami konwekcji w jądrze zewnętrznym.
Badanie to rodzi także fascynujące pytania o możliwe konsekwencje zmiany rotacji wewnętrznego jądra na powierzchni Ziemi. Czy te zmiany w rotacji mogą mieć wpływ na pole magnetyczne Ziemi, klimat, a nawet na długość naszego dnia? Vidal zwraca uwagę, że zmiana może doprowadzić do zmiany długości dnia o ułamki sekundy. „Trudno zauważyć, że w ciągu milisekundy niemal zatracamy się w szumie oceanu i wzburzonej atmosferze” – mówi.
Bez wątpienia przyszłe badania pozwolą na głębsze zbadanie tych interesujących możliwości.
„Wewnętrzny taniec serca może być bardziej żywy, niż dotychczas przypuszczaliśmy” – dodaje Vidal.
Artykuł ten został zrecenzowany przez redaktora naczelnego StudyFinds, Steve’a Finka.
