Οι μεγάλοι σεισμοί αποκάλυψαν τα μυστικά του εσωτερικού πυρήνα της Γης

Οι απόηχοι σεισμών καθώς αναπηδούν πέρα ​​δώθε στο κέντρο της Γης έχουν αποκαλύψει νέες λεπτομέρειες σχετικά με τη δομή του εσωτερικού πυρήνα του πλανήτη, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Επικοινωνίες για τη φύση αυτή την εβδομάδα¹.

Για αρκετές δεκαετίες, υπάρχουν ενδείξεις ότι ο συμπαγής εσωτερικός πυρήνας του πλανήτη αποτελείται από διαφορετικά στρώματα^2Και3 Όμως τα υπάρχοντά τους παρέμεναν μυστήριο.

Για να κατανοήσουν καλύτερα τη δομή του εσωτερικού πυρήνα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν πολλαπλά σεισμόμετρα για να εξετάσουν πώς παραμορφώθηκαν τα σεισμικά κύματα καθώς περνούσαν μέσα από τη συμπαγή σφαίρα σιδήρου-νικελίου στον πυρήνα της Γης. «Η γη δονείται σαν καμπάνα μετά από έναν μεγάλο σεισμό, και όχι μόνο για ώρες, αλλά για μέρες», λέει ο συν-συγγραφέας Hrvoje Tkalic, γεωφυσικός στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας στην Καμπέρα της Αυστραλίας.

Για να ανιχνεύσουν αυτές τις ταλαντώσεις, οι ερευνητές κατέγραψαν τις κυματομορφές κοντά στην αρχική θέση του σεισμού και στον αντίποδα —την ακριβώς αντίθετη θέση στην επιφάνεια της Γης. Αυτό τους επέτρεψε να κοιτάξουν πίσω στα πολλαπλά ταξίδια στο κέντρο της Γης. «Είναι σαν μια μπάλα του πινγκ πονγκ που αναπηδά μπρος-πίσω», λέει ο συν-συγγραφέας Thanh Son Pham, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας. Κάθε ηχώ διαρκεί περίπου είκοσι λεπτά για να περάσει από τη μια πλευρά του πλανήτη στην άλλη και οι σεισμογράφοι έχουν καταγράψει έως και πέντε ηχώ από ένα μεμονωμένο γεγονός.

στοιβαγμένες μετρήσεις

Κάθε ένας από τους αρχικούς σεισμούς έφτασε σε μέγεθος μεγαλύτερο από έξι, αλλά τα κύματα έγιναν προοδευτικά πιο αδύναμα καθώς περνούσαν από τον πυρήνα της Γης. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται «στοίβαξη», συνδυάζοντας κυματομορφές από ένα μόνο συμβάν για να δημιουργήσουν μια πιο λεπτομερή εικόνα της παραμόρφωσης από το βαθύτερο κέντρο.

Διαπίστωσαν ότι τα κύματα ταξιδεύουν μέσα από τον εσωτερικό, εσωτερικό πυρήνα – ο οποίος υπολογίζουν ότι έχει πάχος περίπου 650 χιλιόμετρα – διαφορετικά από το εξωτερικό μέρος. Τα κύματα που περνούσαν από το πιο εσωτερικό μέρος του πυρήνα επιβραδύνθηκαν προς μια κατεύθυνση, ενώ τα κύματα που περνούσαν από το πιο εξωτερικό στρώμα επιβραδύνθηκαν σε μια άλλη. “Απλώς σημαίνει ότι οι κρύσταλλοι σιδήρου – ο σίδηρος, που κυριαρχεί στον εσωτερικό πυρήνα – είναι πιθανώς οργανωμένοι με διαφορετικό τρόπο από το εξωτερικό κέλυφος του εσωτερικού πυρήνα”, λέει ο Tkalčić.

Ο γεωφυσικός Vernon Cormier του Πανεπιστημίου του Κονέκτικατ στο Storrs λέει ότι η μελέτη είναι σημαντική επειδή παρέχει μια μέτρηση του πιο εσώτερου τμήματος της Γης που ήταν πολύ δύσκολο να επιτευχθεί. «Χρειάζεται εύρεση σεισμικών κυμάτων που καταγράφονται σε πολύ μεγάλη απόσταση και είναι αρκετά αδύναμα σε πλάτος και, στη συνέχεια, βελτιστοποίηση του πλάτους, ώστε να μπορείτε να μετρήσετε την ταχύτητα του κύματος βαθιά στο εσωτερικό της Γης», λέει ο Cormier.

Αν και αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται συνήθως για εξερεύνηση ορυκτών, δεν χρησιμοποιείται συνήθως στη γεωφυσική.

Η τελευταία ανακάλυψη θα βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς σχηματίστηκε ο συμπαγής εσωτερικός πυρήνας της Γης – μια διαδικασία που πιστεύεται ότι ξεκίνησε κάπου μεταξύ 600 εκατομμύρια και 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν – και τι ρόλο μπορεί να έχει στη διαμόρφωση του μαγνητικού πεδίου.