Mi van a Föld belső magjában? A szeizmikus hullámok mélyebb magot tárnak fel.

Úgy tűnik, hogy a Föld belső magja mélyebb titkot rejt.

A geológiai könyvek óhatatlanul tartalmaznak egy kivágott térképet a Földről, amely négy jól meghatározott réteget mutat: egy vékony külső kőzethéjat, amelyen élünk, kéregként ismert; a köpeny, ahol a sziklák rendkívül viszkózus folyadékként áramlanak, ami elősegíti a kontinensek mozgását és a hegyek felemelését; egy folyékony vas-nikkel külső mag, amely a bolygó mágneses terét generálja; és szilárd belső mag.

Két ausztrál tudós a nagy földrengések szeizmikus hullámainak metszéspontját elemezve azt mondta, hogy a Föld középpontjában egy teljesen más réteg található. „Már megerősítettük a legbelső mag létezését” – mondta az egyik tudós, Hrvoj Tcalcic, a canberrai Ausztrál Nemzeti Egyetem geofizika professzora.

Dr. Tkalcik és Tan Soon Pham, egy posztdoktori kutató becslése szerint a legbelső, belső mag körülbelül 800 mérföld átmérőjű. A teljes belső mag körülbelül 1500 mérföld átmérőjű. Megállapításaik az voltak Megjelent kedden a Nature Communications-ben.

Míg a kivágott diagram egyértelmű megosztottságokat ábrázol, a Föld mélységéről szóló ismeretek elkerülhetetlenül homályosak. Körülbelül 4000 mérföldre van a Föld középpontjától, és lehetetlen néhány mérföldnél többet belefúrni a földkéregbe. A legtöbb ismeretes arról, hogy mi rejlik alatta, a szeizmikus hullámokból származik – a földrengések rezgéseiből, amelyek áthaladnak a bolygón. Tekints rájuk úgy, mint a Föld hatalmas hangképére.

Először két harvardi szeizmológus, Miyake Ishii és Adam Dezyonski 2002-ben vetette fel a mélyebb belső mag ötletét A belső magon áthaladó szeizmikus hullámok sebességi jellemzői alapján. A tudósok már tudták, hogy a Föld ezen részén áthaladó szeizmikus hullámok sebessége iránytól függően változik. A hullámok gyorsabban mozogtak, amikor egyik pólusról a másikra haladtak a Föld tengelye mentén, és lassabban, ha a tengelyre merőlegesen haladtak. A geofizikusok úgy vélik, hogy a sebességkülönbség – néhány százalékkal gyorsabb a sarki pályák mentén – a belső magban lévő vaskristályok egymáshoz igazodásából adódik.

De a központban egy kis területen a leglassabb hullámok azok, amelyek 90 fok helyett 45 fokos szöget zártak be a tengellyel, mondták a harvardi szeizmológusok.

Akkoriban túl kevés adat állt rendelkezésre ahhoz, hogy mindenkit meggyőzzenek.

A legjobb mérések azok a szeizmikus hullámok lennének, amelyek a földrengés eredetétől közvetlenül a Földre és a mélyebb belső magon keresztül jutnak el. Ennek észleléséhez azonban általában egy szeizmométerre van szükség, amely szinte pontosan a Föld másik oldalán található, és ez a pont az óceán közepén van.

Az új lap kihasználja, hogy a szeizmikus hullámok is visszaverődnek. Így az epicentrumhoz közeli szeizmométer képes érzékelni egy olyan hullám visszaverődését, amely áthaladt a Földön, és visszaverődik, kétszer áthaladva a legbelső belső magon. Másodszor is vissza-visszaverődhet, négyszer áthaladva a belső magon.

Az elmúlt években nagyszámú szeizmográfot telepítettek, különösen az Egyesült Államokban. A több műszertől érkező jelek kombinációja lehetővé tette a 6-os vagy nagyobb erősségű földrengések halvány visszaverődéseinek észlelését. „200 eseményt dolgoztunk fel, és azt találtuk, hogy közülük 16-nál voltak ilyen visszacsatolási hullámok” – mondta Dr. Tkalcic.

A Salamon-szigeteken 2017-ben kitört egyik földrengésben a legbelső magon ötször áthaladó hullámokat észleltek a bolygó másik oldalán rendesen elhelyezett szeizmométerek.

„Köszönet nekik, hogy olyan megfigyeléseket tártak fel, amelyeket további vizsgálatok felhasználhatnak a belső mag szerkezetének zavaros feltárására” – mondta Georg Helfrich, a japán Tokiói Technológiai Intézet Föld- és Élettudományi Intézetének munkatársa, aki nem vett részt a vizsgálatban. kutatás.

Úgy tűnik, hogy a belső mag külső és legbelső része között nincs nagy összetételbeli különbség, és az átmenet inkább fokozatos, mintsem éles.

Ez némi változásra utalhat a Föld ősi múltjában – mondta Vernon Cormier, a Connecticuti Egyetem fizikaprofesszora, aki nem vett részt a kutatásban. A belső mag geológiai szempontból meglehetősen fiatal, mondta Dr. Cormier – a becslések 600 milliótól egymilliárd évesig terjednek. Ez csak töredéke a bolygó 4,5 milliárd éves történetének, és a szilárd mag szerkezete bonyolultnak tűnik. Januárban más tudósok arról számoltak be, hogy a belső mag forgási sebessége megváltozik.

„Az ok, amiért az emberek tanulmányozzák a belső infrastruktúrát, az az, hogy megpróbálják összekapcsolni a Föld mágneses mezőjével” – mondta Dr. Cormier. „Az emberek megpróbálnak majd olyan változásokat keresni a Föld mágneses mezőjében, amelyek a belső mag kristályosodásának változásával egy időben következhettek be.”