Wetenschappers hebben een nieuwe kern ontdekt in het centrum van de aarde

“Het is duidelijk dat de binnenste kern iets anders heeft dan de buitenste laag”, zegt hoofdauteur Than-Soon Pham. We denken dat atomen de weg zijn [packed] In deze twee regio’s zijn iets anders.“

Onderzoekers bestuderen de binnenste kern om het magnetische veld van de aarde beter te begrijpen, dat ons beschermt tegen schadelijke straling in de ruimte en het leven op onze planeet mogelijk maakt. Geofysici geloven dat de binnenste kern misschien minder dan heeft gevormd een miljard jaar geleden, wat relatief jong is op een geologische tijdschaal. Studie auteurs Uitleggen De binnenkern groeit naar buiten door materiaal uit de vloeibare buitenkern te laten stollen, waardoor warmte vrijkomt en convectiestromen ontstaan. Deze convectie genereert het magnetische veld van de aarde.

De binnenste kern van de aarde lijkt zijn rotatie te vertragen

Ontdekt in 1936 door de Deense seismoloog Inge Lehmann, vormt de binnenste kern minder dan 1 procent van het aardvolume (het centrum van de aarde bevindt zich ongeveer 4.000 mijl onder het oppervlak). De afstand onder het oppervlak en het kleine formaat maken het echter moeilijk voor wetenschappers om het met directe metingen te meten, dus bestuderen ze in plaats daarvan de schokgolven die worden gegenereerd door aardbevingen.

Wanneer een grote aardbeving toeslaat, zei Pham, kunnen de resulterende schokgolven of seismische golven heen en weer stuiteren van de ene kant van de aarde naar de andere als een pingpongbal. Seismische golven reizen met verschillende snelheden door de verschillende lagen van de aarde, afhankelijk van hun dichtheid, temperatuur en samenstelling. Net als een radioloog die de inwendige organen van een patiënt bestudeert, gebruiken wetenschappers over de hele wereld instrumenten die bekend staan ​​als seismometers om deze oscillaties te meten en meer te weten te komen over de innerlijke werking van onze aarde.

twintig jaar geleden, gebruikten de onderzoekers seismograafgegevens en suggereerden het bestaan ​​van een vijfde laag. Sindsdien, zei Pham, is het bewijs voor een diepere innerlijke kern “in de loop van de tijd sterker geworden met steeds meer gegevens”. Maar zijn nieuwe studie gaat verder en analyseert ongekende gegevens voor een seismograaf.

“De doorbraak met deze studie is dat we een nieuwe manier hebben gevonden om het centrum van de binnenste kern van de aarde te bemonsteren”, zei Pham. Hij zei dat het team meer bewijs heeft om aan te tonen dat “de binnenste kern inderdaad bestaat”.

In de nieuwe studie observeerde het team meerdere aardbevingen die de diameter van de aarde kruisten – soms wel vijf keer – iets wat de onderzoekers niet hebben vastgelegd “in de geschiedenis van de seismologie”, zei Pham, die opmerkt dat eerdere studies slechts één bounce hebben gedocumenteerd. Ze ontdekten dat de seismische golven met verschillende snelheden door de binnenste binnenkern gingen dan door de omringende kern, afhankelijk van de richting van de golf.

Met name golven die door de binnenste kern gaan, worden vertraagd wanneer ze onder een schuine hoek ten opzichte van de evenaar naderen. Ondertussen vertraagden golven die door de buitenste binnenkern gingen terwijl ze langs de evenaar gingen.

Pham zei dat de snelheid waarschijnlijk varieert op basis van de richting van de golf vanwege een fysieke eigenschap die bekend staat als anisotropie, waardoor materie verschillende eigenschappen in verschillende richtingen kan hebben. We zien meestal anisotropie in hout en het is gemakkelijker om langs de nerven te zagen dan er tegenin.

Pham gaf toe dat het unieke van deze binnenste kern subtiel is en niet zo scherp als de andere lagen. Als je bijvoorbeeld van de mantel naar de buitenste kern zou reizen, zou je van een overwegend vaste stof naar een vloeistof gaan en verschillende chemische samenstellingen ervaren. Maar als je van de binnenste kern naar de binnenste kern reist, zie je een overgang in de kristalstructuur maar dezelfde legering van ijzer en nikkel.

Het idee van een diepere binnenkern is al eerder voorgesteld, zei geofysicus John Tarduno, die niet betrokken was bij het onderzoek, maar deze nieuwe gegevens versterken enorm de stelling dat “er in feite een diepere binnenkern is met een andere structuur dan de buitenste binnenkern.”

“Het bestaan ​​van deze diepere binnenkern zet ons aan het denken over hoe het gevormd is”, zegt Tarduno, een professor in de geofysica aan de Universiteit van Rochester. De auteurs van het onderzoek zeiden dat de vorming van de diepere binnenkern het bewijs zou kunnen zijn van een “significante wereldwijde gebeurtenis uit het verleden” die leidde tot een verandering in de binnenkern van de aarde.

Tarduno, die onderzoekt hoe de innerlijke kern zich vormt, heeft zo zijn eigen idee. Zijn onderzoek suggereert dat de vorming van deze binnenste binnenkern verband kan houden met een verandering in de platentektoniek honderden miljoenen jaren geleden. Vermoedelijk zijn oude dikke plakken oceanische korst gezonken totdat ze zich ophoopten aan de basis van de mantel, waardoor de warmtestroom uit de kern werd beïnvloed. Dit veranderde later hoe de binnenste kern groeide.

Tarduno zei dat deze “nieuwe analyse opwindend is omdat het de zaak ondersteunt” voor het mechanisme van zijn eigen platentektoniek.

zei Tarduno, die zijn bevindingen publiceerde afgelopen jaar.

Het leren van de oorsprong van de binnenste lagen van de kern, zeiden Tarduno en Pham, kan ons helpen meer te begrijpen over hoe het magnetische veld is gevormd – en op zijn beurt hoe het leven op aarde en andere planeten kan overleven.

“De vorming van de binnenste kern was erg belangrijk voor het tot stand brengen van een bewoonbare planeet op lange termijn, omdat de binnenste kern het magnetische veld voedde, dat dient om magnetische afscherming te bieden,” zei Tarduno. “Anders zouden we geleidelijk water van de planeet hebben verloren.”

Meer leren over hoe de binnenste kern ons op zijn beurt kan helpen meer te leren over hoe andere planeten al dan niet bewoonbaar zijn.“