Μεγέθυνση κειμένου
Οι επιστήμονες μελετούν τον εσωτερικό πυρήνα για να μάθουν πώς σχηματίστηκε το βαθύ εσωτερικό της Γης. Πώς αυτή η δραστηριότητα του εσωτερικού πυρήνα επηρεάζει τον πλανήτη μας;
Βαθιά στη Γη υπάρχει μια συμπαγής μεταλλική σφαίρα που περιστρέφεται ανεξάρτητα από τον πλανήτη μας, σαν μια κορυφή μέσα σε μια μεγαλύτερη κορυφή, καλυμμένη από μυστήριο.
Αυτός ο εσωτερικός πυρήνας ιντριγκάρει τους ερευνητές από το 1936, όταν τον ανακάλυψε η Δανή σεισμολόγος Inge Lehmann, ενώ ο τρόπος με τον οποίο κινείται -η ταχύτητα και η κατεύθυνση της περιστροφής του- αποτελεί αντικείμενο συζήτησης δεκαετιών.
Ένας αυξανόμενος όγκος στοιχείων υποδηλώνει ότι η περιστροφή του πυρήνα έχει αλλάξει δραματικά τα τελευταία χρόνια, αλλά οι επιστήμονες παραμένουν διχασμένοι σχετικά με το τι ακριβώς συμβαίνει – και τι σημαίνει αυτό.
Μέρος του προβλήματος είναι ότι το εσωτερικό της Γης είναι αδύνατο να παρατηρηθεί ή να ληφθούν άμεσα δείγματα. Οι σεισμολόγοι έχουν συλλέξει πληροφορίες σχετικά με την κίνηση του εσωτερικού πυρήνα εξετάζοντας τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρονται τα κύματα από τους μεγάλους σεισμούς που χτυπούν την περιοχή αυτή.
Οι διακυμάνσεις μεταξύ των κυμάτων παρόμοιας ισχύος που πέρασαν από τον πυρήνα σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, επέτρεψαν στους επιστήμονες να μετρήσουν τις αλλαγές στη θέση του εσωτερικού πυρήνα και να υπολογίσουν την περιστροφή του.
«Η περιστροφή του εσωτερικού πυρήνα προτάθηκε ως φαινόμενο τη δεκαετία του 1970 και του ’80, αλλά μόλις τη δεκαετία του ’90 δημοσιεύθηκαν σεισμολογικά στοιχεία» δήλωσε η Lauren Waszek, λέκτορας Φυσικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο James Cook της Αυστραλίας.
Όμως οι ερευνητές διαφωνούσαν για το πώς να ερμηνεύσουν αυτά τα ευρήματα, «κυρίως λόγω της πρόκλησης να γίνουν λεπτομερείς παρατηρήσεις του εσωτερικού πυρήνα, λόγω της απόστασής του και των περιορισμένων διαθέσιμων δεδομένων» δήλωσε η Waszek.
Ως αποτέλεσμα, «στις μελέτες που ακολούθησαν τα επόμενα χρόνια υπάρχουν διαφωνίες ως προς τον ρυθμό περιστροφής, αλλά και ως προς την κατεύθυνσή της σε σχέση με τον μανδύα» πρόσθεσε. Ορισμένες αναλύσεις πρότειναν ακόμη και ότι ο πυρήνας δεν περιστρεφόταν καθόλου.
Το νέο μοντέλο
Ένα πολλά υποσχόμενο μοντέλο που προτάθηκε το 2023 περιέγραφε έναν εσωτερικό πυρήνα που στο παρελθόν περιστρεφόταν ταχύτερα από την ίδια τη Γη, αλλά τώρα περιστρέφεται πιο αργά.
Για ένα διάστημα, ανέφεραν οι επιστήμονες, η περιστροφή του πυρήνα ταίριαζε με την περιστροφή της Γης. Στη συνέχεια επιβραδύνθηκε ακόμα περισσότερο, μέχρι που ο πυρήνας κινήθηκε προς τα πίσω σε σχέση με τα στρώματα ρευστού γύρω του.
Εκείνη την εποχή, ορισμένοι ειδικοί προειδοποίησαν ότι χρειάζονταν περισσότερα δεδομένα για να ενισχύσουν αυτό το συμπέρασμα, και τώρα μια άλλη ομάδα επιστημόνων παρέδωσε νέα αδιάσειστα στοιχεία σχετικά με τον ρυθμό περιστροφής του εσωτερικού πυρήνα.
Η νέα έρευνα που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature όχι μόνο επιβεβαιώνει την επιβράδυνση του πυρήνα, αλλά υποστηρίζει την πρόταση του 2023 ότι αυτή η επιβράδυνση του πυρήνα αποτελεί μέρος ενός μοτίβου επιβράδυνσης και επιτάχυνσης επί δεκαετίες.
Τα νέα ευρήματα επιβεβαιώνουν επίσης ότι οι αλλαγές στην ταχύτητα περιστροφής ακολουθούν έναν κύκλο 70 ετών, δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης John Vidale, κοσμήτορας καθηγητής Γεωεπιστημών στο Κολέγιο Γραμμάτων, Τεχνών και Επιστημών Dornsife του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας.
«Διαφωνούμε γι’ αυτό εδώ και 20 χρόνια» δήλωσε ο Vidale. «Νομίζω ότι τελειώσαμε τη συζήτηση για το αν ο εσωτερικός πυρήνας κινείται και ποιο είναι το μοτίβο του τις τελευταίες δύο δεκαετίες».
Αλλά δεν είναι όλοι πεπεισμένοι ότι το θέμα έχει διευθετηθεί και το πώς μια επιβράδυνση του εσωτερικού πυρήνα μπορεί να επηρεάσει τον πλανήτη μας, παραμένει ακόμη ένα ανοιχτό ερώτημα – αν και ορισμένοι ειδικοί λένε ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης θα μπορούσε να παίξει ρόλο.
Μαγνητική έλξη
Θαμμένος περίπου 5.180 χιλιόμετρα βαθιά στο εσωτερικό της Γης, ο στερεός μεταλλικός εσωτερικός πυρήνας περιβάλλεται από έναν υγρό μεταλλικό εξωτερικό πυρήνα. Ο εσωτερικός πυρήνας αποτελείται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο και εκτιμάται ότι είναι τόσο καυτός όσο η επιφάνεια του ήλιου – περίπου 9.800 βαθμούς Φαρενάιτ (5.400 βαθμούς Κελσίου).
Το μαγνητικό πεδίο της Γης τραβάει αυτή τη συμπαγή μπάλα από καυτό μέταλλο, κάνοντάς την να περιστρέφεται. Ταυτόχρονα, η βαρύτητα και η ροή του ρευστού εξωτερικού πυρήνα και του μανδύα έλκουν τον πυρήνα. Με την πάροδο πολλών δεκαετιών, η ώθηση και η έλξη αυτών των δυνάμεων προκαλούν μεταβολές στην ταχύτητα περιστροφής του πυρήνα, δήλωσε ο Vidale.
Όταν οι επιστήμονες προσπαθούν να «δουν» όλο τον πλανήτη, παρακολουθούν γενικά δύο τύπους σεισμικών κυμάτων: τα κύματα πίεσης, ή κύματα P, και τα διατμητικά κύματα, ή κύματα S. Τα κύματα P κινούνται μέσα από όλους τους τύπους ύλης- τα κύματα S κινούνται μόνο μέσα από στερεά ή εξαιρετικά ιξώδη υγρά, σύμφωνα με το Γεωλογικό Ινστιτούτο των ΗΠΑ.
Οι σεισμολόγοι παρατήρησαν στη δεκαετία του 1880 ότι τα κύματα S που δημιουργούνται από τους σεισμούς δεν περνούν σε όλη τη διαδρομή μέσα από τη Γη – κι έτσι κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο πυρήνας της Γης ήταν λιωμένος.
Αλλά ορισμένα κύματα Ρ, αφού πέρασαν μέσα από τον πυρήνα της Γης, αναδύθηκαν σε απροσδόκητα μέρη – μια «ζώνη σκιάς» όπως την ονόμασε ο Lehmann – δημιουργώντας ανωμαλίες που ήταν αδύνατο να εξηγηθούν. Ο Lehmann ήταν ο πρώτος που πρότεινε ότι τα κατευθυνόμενα κύματα Ρ μπορεί να αλληλεπιδρούν με έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα μέσα στον υγρό εξωτερικό πυρήνα, βασιζόμενος σε δεδομένα από έναν τεράστιο σεισμό στη Νέα Ζηλανδία το 1929.
Παρακολουθώντας σεισμικά κύματα από σεισμούς που πέρασαν από τον εσωτερικό πυρήνα της Γης κατά μήκος παρόμοιων διαδρομών από το 1964, οι συγγραφείς της μελέτης του 2023 διαπίστωσαν ότι η περιστροφή ακολουθούσε έναν κύκλο 70 ετών.
Διαβασε ακομα
Πώς η Σελήνη μεγαλώνει τις μέρες στη ΓηΜέχρι τη δεκαετία του 1970, ο εσωτερικός πυρήνας περιστρεφόταν λίγο πιο γρήγορα από τον πλανήτη. Επιβραδύνθηκε γύρω στο 2008 και από το 2008 έως το 2023 άρχισε να κινείται ελαφρώς αντίστροφα, σε σχέση με τον μανδύα.
Οι αλλαγές στην περιστροφή του πυρήνα – αν και μπορούν να εντοπιστούν και να μετρηθούν – είναι σχεδόν ανεπαίσθητες για τους ανθρώπους στην επιφάνεια της Γης, δήλωσε ο Vidale. Όταν ο πυρήνας περιστρέφεται πιο αργά, ο μανδύας επιταχύνεται. Αυτή η μετατόπιση κάνει τη Γη να περιστρέφεται ταχύτερα και η διάρκεια της ημέρας μικραίνει. Αλλά τέτοιες περιστροφικές μετατοπίσεις μεταφράζονται σε μόλις χιλιοστά του δευτερολέπτου στη διάρκεια της ημέρας, είπε.
Οι επιστήμονες μελετούν τον εσωτερικό πυρήνα για να μάθουν πώς σχηματίστηκε το βαθύ εσωτερικό της Γης και πώς συνδέεται η δραστηριότητα σε όλα τα υπόγεια στρώματα του πλανήτη.
Η μυστηριώδης περιοχή όπου ο υγρός εξωτερικός πυρήνας περιβάλλει τον στερεό εσωτερικό πυρήνα είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα, πρόσθεσε ο Vidale. Ως ένα μέρος όπου το υγρό και το στερεό συναντώνται, αυτό το όριο είναι «γεμάτο με δυνατότητες» – όπως και το όριο πυρήνα-μανδύα και το όριο μεταξύ μανδύα και φλοιού.
«Θα μπορούσαμε να έχουμε ηφαίστεια στο όριο του εσωτερικού πυρήνα, για παράδειγμα, όπου το στερεό και το υγρό συναντώνται και κινούνται» είπε.
Με το δεδομένο ότι η περιστροφή του εσωτερικού πυρήνα επηρεάζει την κίνηση του εξωτερικού πυρήνα, η περιστροφή του εσωτερικού πυρήνα θεωρείται ότι συμβάλλει στην τροφοδοσία του μαγνητικού πεδίου της Γης – αν και απαιτείται περισσότερη έρευνα για να διαλευκανθεί ο ακριβής ρόλος της. «Επομένως υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να μάθουμε για τη συνολική δομή του εσωτερικού πυρήνα» δήλωσε ο Waszek.
«Οι νέες μεθοδολογίες θα είναι κεντρικής σημασίας για την απάντηση των συνεχιζόμενων ερωτημάτων σχετικά με τον εσωτερικό πυρήνα της Γης, συμπεριλαμβανομένου αυτού της περιστροφής».
Με πληροφορίες από CNN
Related
Νεοτερα
