Sejsmolodzy zajrzeli do wewnętrznego jądra Ziemi. Co zobaczyli?

Jądro wewnętrzne zostało odkryte w 1936 roku przez duńską sejsmolożkę Inge Lehmann. Informacje, które dotyczą tej struktury, pochodzą jedynie z analiz fal sejsmicznych i analiz pola magnetycznego Ziemi. Naukowcy sądzą, że wewnętrzne jądro składa się głównie ze stopu żelaza i niklu, a temperatura na jego powierzchni wynosi około 5 430 stopni Celsjusza, co jest zbliżone do temperatury na powierzchni Słońca.

Jak duże jest jądro wewnętrzne? Geolodzy uważają, że promień wynosi około 1 220 km, co stanowi około 20 proc. promienia Ziemi, lub też 70 proc. promienia Księżyca.

Profesor Keith Koper z University of Utah mówi: - Celem naszych badań była próba zajrzenia do wnętrza rdzenia. To jak teren przygraniczny. Za każdym razem, gdy chcesz zobrazować wnętrze czegoś, musisz usunąć płytsze elementy. Jest to więc najtrudniejsze miejsce do tworzenia obrazów. Wciąż są tu rzeczy do odkrycia.

Co ciekawe, naukowcy w swych badaniach wykorzystali specjalny zestaw danych, który powstał dzięki działalności globalnej sieci urządzeń sejsmicznych, które mają wykrywać wybuchy jądrowe. W 1996 roku ONZ powołała Komisję Przygotowawczą Organizacji do spraw Traktatu o Całkowitym Zakazie Prób Jądrowych (CTBTO). Sercem tej jednostki jest Międzynarodowy System Monitorowania, który zawiera zaawansowane instrumenty detekcyjne rozmieszczone na całym świecie.

Jak mówi prof. Koper, jądro wewnętrzne "To jak planeta wewnątrz planety, która ma swój własny obrót i jest oddzielona przez ten wielki ocean stopionego żelaza". Badacze twierdzą, że bez jądra wewnętrznego pole magnetyczne Ziemi byłoby znacznie słabsze, przez co powierzchnia naszej planety byłaby stale bombardowana przez promieniowanie. Spowodowałoby to, że Błękitna Planeta nie nadawałaby się do życia.

W nowych badaniach specjaliści przeanalizowali fale sejsmiczne pochodzące z 2 455 trzęsień ziemi o sile minimum 5,7 w skali Richtera. Badacze wskazują, że słabsze fale nie odbijałyby się od wewnętrznego rdzenia, przez co nie byłoby wglądu w jego strukturę.

Jak powiedział Koper: - Ten sygnał, który wraca z wewnętrznego rdzenia, jest naprawdę mały. Rozmiar jest rzędu nanometra. To, co robimy, to szukanie igły w stogu siana. Dlatego te malutkie echa i odbicia są bardzo trudne do zauważenia.

Badania ujawniają, że struktura wewnętrznego jądra nie jest jednorodną masą, jak sądzono wcześniej, lecz może przypominać bardziej gobelin utkany z różnych tkanin. Jak powiedziała dr Gunninga Panga z Cornell University: - Po raz pierwszy potwierdziliśmy, że tego rodzaju niejednorodność występuje wszędzie w wewnętrznym jądrze.

Z kolei Koper dodał: - Uważamy, że ta tkanina jest związana z szybkością wzrostu wewnętrznego rdzenia. Dawno temu rdzeń wewnętrzny rósł bardzo szybko. Osiągnął równowagę, a potem rósł już znacznie wolniej.

Badacze sugerują, że pod wpływem niezwykle wysokiego ciśnienia, które panuje w centrum Ziemi, w pewnym momencie wewnętrzne jądro zaczęło się w różnych miejscach zestalać. Naukowcy piszą w swoim artykule naukowym: "Rozmiar, kształt i orientacja ziaren żelaza tworzących teksturę, rejestrują wzrost wewnętrznego rdzenia i mogą ewoluować w czasie geologicznym w odpowiedzi na siły geodynamiczne i momenty obrotowe". Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature.