Ziemia ma ukrytą warstwę i nikt nie wie dokładnie co to jest

Ziemia może mieć więcej warstw, niż sądzili naukowcy.

Nowe badania pokazują, że może istnieć ukryta warstwa wewnątrz stałego wewnętrznego jądra Ziemi. Dokładna natura tej warstwy jest tajemnicza, ale może mieć coś wspólnego ze zmianami struktury żelaza pod wpływem ekstremalnych temperatur i ciśnienia. Badanie ujawnia, że ​​rdzeń wewnętrzny jest bardziej złożony niż wcześniej sądzono, powiedziała Jo Stephenson, doktorantka sejsmologii na Australian National University w Canberze, która kierowała badaniami.

„To nie jest tylko solidna kula żelaza” – powiedziała Stephenson.

Złożony rdzeń

Rdzeń Ziemi składa się z dwóch części. Ciekły rdzeń zewnętrzny zaczyna się około 2897 kilometrów od powierzchni Ziemi i jest zbudowany z ciekłych metali w temperaturach od 4000 do 9000 stopni Fahrenheita (od 2204 do 4982 stopni Celsjusza). Na około 5150 km pod powierzchnią Ziemi jądro przechodzi w twarde żelazo (i odrobinę niklu).

Pierwsze podejrzenie, że w centrum wewnętrznego rdzenia może czaić się coś interesującego, pojawiło się już w latach 80. Ponieważ nie ma sposobu, aby dostać się do wnętrza jądra, gdzie temperatura zbliża się do temperatury na powierzchni Słońca, naukowcy wykorzystują fale trzęsienia ziemi do robienia zdjęć jądra. Fale trzęsienia ziemi po jednej stronie planety, które zostały wykryte po drugiej stronie planety, niosą ze sobą subtelne zmiany, które naukowcy mogą wykorzystać do odtworzenia obrazu tego, przez co przeszły.

Co dziwne, fale przechodzące przez jądro z północy na południe poruszają się szybciej niż fale przechodzące przez rdzeń równolegle do równika Ziemi. Nikt nie wie, dlaczego tak jest, powiedziała Stephenson. Technicznym terminem określającym tę osobliwość jest anizotropia [anisotropy].

Głębokie tajemnice

Ale w samym środku wewnętrznego rdzenia coś wydaje się być inne, zauważyli naukowcy na początku XXI wieku. Na tej głębokości anizotropia wydawała się nie pasować do reszty wewnętrznego rdzenia.

„Przez ostatnie dwie dekady było bardzo, bardzo niejasne, co powoduje ten sygnał w centrum Ziemi i dlaczego widzimy zmiany w danych” – powiedziała Stephenson.

Stephenson i jej koledzy zebrali dane z około 100 000 fal trzęsień ziemi, które przeszły przez ten poziom jądra i zastosowali algorytm, który szuka najlepszego fizycznego wyjaśnienia tego, co się dzieje w celu wyjaśnienia danych. Odkryli, że w rdzeniu wewnętrznym, zaczynającym się około 650 km od środka Ziemi, anizotropia  nie jest już całkiem równoległa do równika, ale odchyla się 54 stopnie od równika.

„To nie jest tylko “szum [coś mało istotne]” w danych, to naprawdę coś, co tam jest” – powiedziała Stephenson.

Ale nie jest łatwo powiedzieć, co to jest. Naukowcy pracują obecnie z fizykami minerałów i geodynamikami, aby spróbować stworzyć modele wewnętrznego rdzenia, które wyjaśniłyby tę zmianę. Stephenson powiedziała, że gdy planeta się ochładza, jądro wewnętrzne stygnie i rozszerza się, więc struktura jądra wewnętrznego może mieć coś wspólnego ze sposobem, w jaki żelazo krystalizuje podczas ochładzania, lub może to być spowodowane zmianami w zachowaniu się metalu w wysokich temperaturach i ciśnieniach.

Obrazowanie rdzenia jest złożone, po części dlatego, że głębokie trzęsienia ziemi, których naukowcy używają do obrazowania, nie występują równomiernie na całym świecie. Ten nierówny zestaw danych prowadzi do martwych punktów. Sejsmolodzy i geofizycy pracują obecnie nad sposobami wydobycia subtelnych rodzajów fal trzęsień ziemi zwanych egzotycznymi fazami, które przeszły przez wewnętrzny rdzeń. Fazy ​​te są zwykle zbyt subtelne, aby można je było rozpoznać po jednym trzęsieniu ziemi, ale można je wykryć w dużych zbiorach danych tysięcy trzęsień ziemi.

Rdzeń jest ważny, powiedziała Stephenson, ponieważ tworzy ziemskie pole magnetyczne. Z kolei pole magnetyczne chroni planetę przed naładowanymi cząstkami wypływającymi ze słońca. Ochrona ta umożliwiła ewolucję życia.

„To naprawdę ważne” – powiedziała Stephenson.

Badania zostały opublikowane 7 grudnia 2020 w Journal of Geophysical Research: Solid Earth .

Źródła: Stephanie Pappas

Evidence for the Innermost Inner Core: Robust Parameter Search for Radially Varying Anisotropy Using the Neighborhood Algorithm

Zdjęcia: DE AGOSTINI PICTURE LIBRARY via Getty Images

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x