Seismiske bølger foreslår, at planetens solide indre kerne trækkes ud af form – og den har gennemgået disse ændringer i løbet af kun et par årtier
En illustration, der viser Jordens indre struktur
Jordens solide indre kerne ser ud til at have ændret form i de sidste 20 år eller deromkring, ifølge seismiske bølgemålinger – men opførelsen af disse bølger kunne også forklares med andre skift i midten af planeten.
Siden 1990’erne har modeller og seismiske målinger indikeret, at Jordens jern-nikkel indre kerne bevæger sig i sit eget tempo. I løbet af årtier hastes rotationen af den indre kerne op og bremser i forhold til resten af planeten, hvilket påvirker ting som længden af en dag.
Disse ændringer i rotation skyldes hovedsageligt magnetiske kræfter genereret ved konvektion i Jordens flydende ydre kerne, siger John Vidale ved University of Southern California. ”Denne strøm er kontinuerligt drejningsmoment.”
Disse magnetiske kræfter eller relaterede processer kunne ændre formen på den indre kerne såvel som dens rotation – faktisk syntes nogle tidligere målinger af seismiske bølger, der passerede gennem planetens centrum, at indikere netop det. Men usikkerhed om kernens rotation gjorde det umuligt at skelne mellem en ændring i rotation og en formændring.
Nu har Vidale og hans kolleger analyseret seismiske bølger genereret af 128 jordskælv ud for Sydamerikas kyst mellem 1991 og 2023. Bølgerne blev alle målt ved instrumenter i Alaska efter at have passeret gennem planeten.
Fra disse identificerede forskerne 168 par seismiske bølger, der passerede gennem eller i nærheden af det samme område af den indre kerne – men år fra hinanden. Identificering af disse kampe var kun muligt på grund af det nylige arbejde, der bedre begrænser ændringerne i rotation af den indre kerne, siger Vidale.
Begge bølger i hvert par, der ikke passerede gennem den indre kerne, delte et lignende mønster, hvilket antydede, at intet havde ændret sig i disse områder inden for vores planet mellem det første og andet jordskælv. Men bølgerne parvis, der krydsede med den indre kerne, stemte ikke overens, hvilket indikerede, at noget om kernen var ændret ud over, hvad der kunne forklares med forskelle i rotation.
Forskerne siger, at dette antyder, at den indre kerne ikke kun bremser eller fremskynder sin rotation gennem årtier, men det ændrer også form. De siger, at disse ændringer sandsynligvis ville være forårsaget af konvektion i den ydre kerne, der trækkes magnetisk ved den mindre tyktflydende kant af den faste indre kerne eller af interaktioner mellem den indre kerne og strukturer i den nedre mantel, laget mellem vores planet kerne og dets skorpe.
Hrvoje Tkalčić ved Australian National University, der ikke var involveret i forskningen, siger, at dette er et “skridt fremad” mod at løse ændringer i den indre kerne ud over rotation. Men han siger, at en ændring i form ikke er den eneste forklaring på de uoverensstemmende seismiske bølger.
Som Vidale og hans kolleger anerkender, kunne disse forskelle også være forårsaget af ikke -relaterede ændringer i den ydre kerne, konvektion inden for selve den indre kerne eller endda udbrud af smeltet materiale fra den indre kerne. ”Det er virkelig svært at fortælle,” siger Vidale. Han foreslår, at det at studere flere gentagne jordskælv i fremtiden vil hjælpe med at identificere ændringer mere detaljeret.
Tkalčić siger, at flere seismologiske målinger på fjerntliggende steder, som havbunden, også ville hjælpe. ”Dette er kritisk for at forstå udviklingen af jordens dybeste interiør, fra tidspunktet for planetarisk dannelse til i dag,” siger han.