Oamenii de știință au confirmat că nucleul interior al Pământului a încetinit atât de mult încât se mișcă înapoi. Iată ce ar putea însemna asta

Abonați-vă la buletinul informativ CNN Wonder Theory. Explorați universul cu știri despre descoperiri fascinante, progrese științifice și multe altele.

CNN
—

Adânc în interiorul Pământului există o bilă de metal solidă care se rotește independent de planeta noastră care se rotește, ca o blat care se învârte într-un vârf mai mare, învăluit în mister.

Acest nucleu interior i-a intrigat pe cercetători încă de la descoperirea sa de către seismologul danez Inge Lehmann în 1936, iar modul în care se mișcă – viteza și direcția de rotație – a fost centrul unei dezbateri de decenii. Un număr tot mai mare de dovezi sugerează că rotația nucleului s-a schimbat dramatic în ultimii ani, dar oamenii de știință rămân împărțiți cu privire la exact ce se întâmplă – și ce înseamnă.

O parte a problemei constă în imposibilitatea de a observa direct sau de a preleva mostre din interiorul adânc al Pământului. Seismologii au colectat informații despre mișcarea nucleului interior examinând comportamentul undelor rezultate din cutremure mari care lovesc această regiune. Diferențele dintre undele de forță similară care au trecut prin nucleu în momente diferite au permis oamenilor de știință să măsoare schimbările în poziția nucleului interior și să calculeze rotația acestuia.

„Rotația diferențială a nucleului interior a fost propusă ca un fenomen în anii 1970 și 1980, dar dovezile seismice nu au fost publicate până în anii 1990”, a spus dr. Lauren Waszczyk, lector superior în științe fizice la Universitatea James Cook din Australia.

Dar cercetătorii au dezbătut cum să interpreteze aceste rezultate, „în primul rând din cauza provocării de a face observații detaliate ale nucleului interior, din cauza distanței sale și a datelor limitate disponibile”, a spus Wasek. Drept urmare, a adăugat ea, „studiile ulterioare din următorii ani și decenii nu sunt de acord cu privire la rata de rotație, precum și la direcția acesteia în raport cu mantaua”. Unele analize au sugerat chiar că nucleul nu se rotește deloc.

Model promițător Propus în 2023 Oamenii de știință descriu un nucleu interior care s-a rotit cândva mai repede decât Pământul însuși, dar acum se rotește cu o viteză mai mică. Oamenii de știință au raportat că rotația nucleului s-a potrivit cu rotația Pământului pentru o perioadă de timp. Apoi a încetinit și mai mult, până când miezul a început să se miște înapoi în raport cu straturile lichide din jur.

La acea vreme, unii experți au avertizat că sunt necesare mai multe date pentru a consolida această concluzie, iar acum o altă echipă de oameni de știință a furnizat noi dovezi convingătoare pentru această ipoteză despre rata de rotație a nucleului interior. Cercetarea a fost publicată pe 12 iunie în jurnal natură Dar acest lucru nu numai că confirmă încetinirea economică de bază, ci susține sugestia din 2023 că această încetinire fundamentală face parte dintr-un model pe termen lung de decelerare și accelerare.

Noile descoperiri confirmă, de asemenea, că schimbările în viteza de rotație urmează un ciclu de 70 de ani, potrivit unuia dintre autorii studiului. Dr. John VidalProfesor decan de Științe Pământului la Colegiul de Litere, Arte și Științe Dornsife de la Universitatea din California de Sud.

„Ne-am certat despre asta de 20 de ani și cred că aceasta este soluția corectă”, a spus Vidal, „Cred că am încheiat discuția despre dacă nucleul interior se mișcă și care a fost modelul său ultimele două decenii.”

Dar nu toată lumea este convinsă că problema este soluționată și modul în care încetinirea nucleului interior ar putea afecta planeta noastră este încă o întrebare deschisă – deși unii experți spun că câmpul magnetic al Pământului ar putea juca un rol.

Miezul interior metalic solid este situat la 3.220 de mile (5.180 de kilometri) în interiorul Pământului, înconjurat de un nucleu exterior metalic lichid. Miezul interior este compus în mare parte din fier și nichel și se estimează că este la fel de fierbinte ca suprafața Soarelui – aproximativ 9.800 de grade Fahrenheit (5.400 de grade Celsius).

Câmpul magnetic al Pământului atrage această minge solidă de metal fierbinte, făcând-o să se rotească. În același timp, gravitația și fluxul miezului exterior lichid și al mantalei trag asupra miezului. De-a lungul multor decenii, împingerea și tracțiunea acestor forțe provoacă diferențe în viteza de rotație a miezului, a spus Vidal.

Fluxul de fluid bogat în minerale în miezul exterior generează curenți electrici care alimentează câmpul magnetic al Pământului, care protejează planeta noastră de radiațiile solare mortale. Deși efectul direct al nucleului interior asupra câmpului magnetic este necunoscut, oamenii de știință au raportat anterior… În 2023 Nucleul care se rotește încet îl poate afecta și, de asemenea, poate scurta parțial durata zilei.

Când oamenii de știință încearcă să „vadă” întreaga planetă, în general urmăresc două tipuri de unde seismice: undele de presiune sau undele P și undele de forfecare sau undele P se mișcă prin toate tipurile de materie. Undele S se deplasează doar prin solide sau lichide foarte vâscoase, conform US Geological Survey.

Seismologii din anii 1880 au observat că undele S generate de cutremure nu au trecut prin întregul Pământ, așa că au ajuns la concluzia că nucleul Pământului a fost topit. Dar unele unde P, după ce au trecut prin nucleul Pământului, au apărut în locuri neașteptate – „zona de umbră”, a spus Lehman. Numeste -Crearea de anomalii imposibil de explicat. Lehmann a fost primul care a sugerat că undele P turbulente ar putea interacționa cu un nucleu interior solid într-un nucleu exterior lichid, pe baza datelor de la un cutremur masiv din 1929 din Noua Zeelandă.

Urmărind undele seismice de la cutremure care au trecut prin nucleul interior al Pământului pe căi similare din 1964, autorii studiului din 2023 au descoperit că rotația urmează un ciclu de 70 de ani. În anii 1970, nucleul interior se rotea puțin mai repede decât planeta. Apoi a încetinit în jurul anului 2008, iar din 2008 până în 2023 a început să se miște ușor în direcția opusă, față de manta.

În noul studiu, Vidal și colegii săi au observat unde seismice generate de cutremure în aceleași locații în momente diferite. Ei au găsit 121 de exemple de astfel de cutremure care au avut loc între 1991 și 2023 în Insulele Sandwich de Sud, un arhipelag de insule vulcanice din Oceanul Atlantic, la est de vârful cel mai sudic al Americii de Sud. Cercetătorii s-au uitat, de asemenea, la undele de șoc care au pătruns în miez de la testele nucleare sovietice efectuate între 1971 și 1974.

Rotația inimii afectează timpul de sosire a valului, a spus Vidal. Compararea timpului semnalelor seismice pe măsură ce acestea vin în contact cu miezul a relevat schimbări în rotația miezului în timp, confirmând ciclul de rotație de 70 de ani. Conform calculelor cercetătorilor, inima este aproape gata să înceapă să accelereze din nou.

În comparație cu alte studii seismice care măsoară cutremure individuale pe măsură ce trec prin miez – indiferent de momentul în care au loc – folosind numai cutremure pereche reduce cantitatea de date utilizabile, „ceea ce face metoda mai dificilă”, a spus Waszek. Cu toate acestea, acest lucru a permis oamenilor de știință să măsoare mai precis schimbările în rotația nucleului, potrivit Vidal. Dacă modelul echipei sale este corect, rotația nucleului va începe să se accelereze din nou în aproximativ cinci până la 10 ani.

Seismometrele au mai arătat că pe parcursul ciclului de 70 de ani, rotația miezului încetinește și accelerează cu ritmuri diferite, „ceea ce va trebui explicat”, a spus Vidal. O posibilitate este ca miezul interior metalic să nu fie atât de solid pe cât era de așteptat. Dacă se deformează pe măsură ce se rotește, ar putea afecta consistența vitezei sale de rotație, a spus el.

Calculele echipei sugerează, de asemenea, că nucleul are rate diferite de rotație pentru mișcarea înainte și înapoi, ceea ce adaugă „o contribuție interesantă la vorbire”, a spus Waszek.

Dar profunzimea și inaccesibilitatea nucleului interior înseamnă că rămân îndoieli, a adăugat ea. În ceea ce privește dacă dezbaterea asupra rotației nucleelor ​​s-a încheiat cu adevărat, Wasek a spus: „Avem nevoie de mai multe date și de instrumente multidisciplinare îmbunătățite pentru a investiga acest lucru în continuare”.

Deși pot fi urmărite și măsurate, schimbările în rotația nucleului sunt aproape imperceptibile pentru oamenii de pe Pământ, a spus Vidal. Când miezul se rotește mai încet, mișcarea mantalei se accelerează. Această schimbare face ca Pământul să se rotească mai repede și scurtează durata zilei. Dar astfel de schimbări de rotație se traduc la doar o milisecundă pe durata unei zile, a spus el.

„În ceea ce privește acest impact asupra vieții unei persoane?” El a spus. — Nu-mi pot imagina că înseamnă mult.

Oamenii de știință studiază nucleul interior pentru a afla cum s-a format interiorul profund al Pământului și cum activitățile sunt legate între toate straturile subterane ale planetei. Vidal a adăugat că regiunea misterioasă în care miezul exterior lichid înconjoară miezul interior solid este deosebit de interesantă. Fiind un loc în care lichidul și solidul se întâlnesc, această limită este „plină de potențial de activitate”, precum granița miez-manta și granița manta-crustă.

„Este posibil să avem vulcani la limita nucleului interior, de exemplu, acolo unde solidele și lichidele se întâlnesc și se mișcă”, a spus el.

Deoarece rotația nucleului interior afectează mișcarea nucleului exterior, se crede că rotația nucleului interior ajută la alimentarea câmpului magnetic al Pământului, deși sunt necesare mai multe cercetări pentru a-i descoperi rolul precis. Waszczyk a spus că sunt multe de învățat despre structura generală a nucleului interior.

„Metodologiile noi și viitoare vor fi esențiale pentru a răspunde la întrebările în curs despre nucleul interior al Pământului, inclusiv rotația.”

Mindy Weissberger este un scriitor științific și producător media a cărui lucrare a apărut în Live Science, Scientific American și How It Works.