Wewnętrzne jądro Ziemi może zmieniać kształt

Wewnętrzne jądro Ziemi w ciągu ostatnich 20 lat mogło zmienić kształt - poinformowało "Nature Geoscience". Do tej pory naukowcy sądzili, że jest ono stałe. Zaobserwowane odkształcenia są prawdopodobnie są wynikiem zakłóceń w jądrze zewnętrznym.

Jądro Ziemi, czyli najgłębiej położona część naszej planety, składa się z jądra wewnętrznego i zewnętrznego. To pierwsze określa się jako kulę z metalu o charakterze ciała stałego, jednolitą, sztywną i niezmienną. Jądro zewnętrzne jest zaś ciekłe i to ono, dzięki grawitacji i różnicom gęstości, odpowiada za utrzymywane w miejscu jądra wewnętrznego.

Nowe badanie naukowców z Uniwersytetu Południowej Kalifornii (USC) podważyło ten pogląd. Na łamach "Nature Geoscience" grupa prof. Johna Vidale'a odkryła dowody na to, że powierzchnia wewnętrznego jądra Ziemi może przechodzić zmiany strukturalne. Zdaniem naukowców zmiany w kształcie jądra wewnętrznego mogą oddziaływać na jego rotację, która - jak wcześniej wykazano - subtelnie modyfikuje długość dnia na Ziemi. Efekt ten jest jednak tak niewielki, że pozostaje niezauważalny w codziennym życiu.

Początkowo badacze z USC zamierzali zbadać jedynie obserwowane już od jakiegoś czasu spowolnienie rotacji jądra wewnętrznego. Jednak w trakcie analizy sejsmogramów z ostatnich kilkudziesięciu lat natrafili na nietypowy zestaw danych. "Jeden zbiór fal sejsmicznych znacząco różnił się od pozostałych. I dopiero po jakimś czasie zdałem sobie sprawę, że patrzę na dowody sugerujące, iż jądro wewnętrzne nie jest w pełni stałe" - powiedział prof. Vidale.

On i jego współpracownicy wykorzystali dane sejsmiczne pochodzące z 121 trzęsień ziemi w pobliżu wysp Sandwich Południowy na Atlantyku, do których doszło w latach 1991-2024. Analizowali fale odbierane przez stacje sejsmiczne w Fairbanks na Alasce oraz Yellowknife w Kanadzie. To właśnie dane z tej drugiej lokalizacji ujawniły niezwykłe właściwości fal, których naukowcy nigdy wcześniej nie zaobserwowali.

"Na początku te dane mnie zdezorientowały" - przyznał prof. Vidale. Dopiero gdy jego zespół udoskonalił technikę analizy, stało się jasne, że przebiegi fal wskazują na dodatkową aktywność fizyczną w jądrze wewnętrznym.

Zdaniem naukowców oznacza to, że powierzchnia jądra wewnętrznego - wbrew dotychczasowym sugestiom - może okresowo zmieniać swój kształt. Nie jest to całkowita przebudowa, ale subtelne deformacje, które pojawiają się i zanikają. Najlepszym wyjaśnieniem tego zjawiska jest fakt, że powierzchnia jądra wewnętrznego nie jest całkowicie sztywna Najbardziej prawdopodobną przyczyną odkształceń są interakcje między jądrem wewnętrznym a jądrem zewnętrznym.

"Powszechnie wiadomo, że stopione jądro zewnętrzne jest turbulentne (ruch płynnego metalu jest chaotyczny i nieregularny - przyp. PAP), ale nigdy dotąd nie zaobserwowano, by te turbulencje wpływały na sąsiadujące jądro wewnętrzne w skali czasu, którą możemy uchwycić. Po raz pierwszy zaobserwowaliśmy dowody na to, że jądro zewnętrzne może jednak zakłócać wewnętrzne" - wyjaśnił prof. Vidale.

Jak dodał, odkrycie to otwiera drogę do lepszego poznania wcześniej nieznanej dynamiki zachodzącej w głębi Ziemi. Może również pomóc w zrozumieniu procesów związanych z polem magnetycznym i termicznym naszej planety.

Jednocześnie autor publikacji przestrzegł, aby wyniki badań interpretować z ostrożnością i unikać pochopnych wniosków. "Nadal istnieje wiele niewiadomych. Nie możemy być w 100 proc. pewni, że nasza interpretacja tych zmian jest całkowicie trafna" - podsumował. Zwrócił także uwagę, że nauka nieustannie się rozwija, a granice wiedzy wciąż przesuwają. "Jak wielu innych badaczy, ja również w przeszłości się myliłem" - przyznał.

Katarzyna Czechowicz