Seisminių bangų duomenys atskleidė, kad išorinėje Žemės branduolio dalyje vyksta pokyčiai

Daugiausia žinių apie tai, kas yra mūsų planetos centre, gauname tyrinėdami seismines bangas, sklindančias po žemės drebėjimų. Kruopščiai analizuojant šias bangas galima atskleisti po Žemės paviršiumi esančių uolienų ir metalų sudėtį.

Naujas seisminių bangų, sklindančių iš dviejų skirtingų žemės drebėjimų - įvykusių panašiose vietose, bet atskirtų 20 metų skirtumu - tyrimas atskleidė pokyčius, vykstančius išoriniame Žemės branduolyje - besisukančiame skystos geležies ir nikelio sluoksnyje, esančiame tarp mantijos (uolienos po Žemės paviršiumi) ir vidinio branduolio (giliausio sluoksnio).

Išorinis branduolys ir jame esanti geležis daro tiesioginę įtaką mūsų planetos magnetiniam laukui, kuris savo ruožtu apsaugo nuo kosmoso ir Saulės spinduliuotės, dėl kurios gyvybė Žemėje taptų neįmanoma.

Todėl labai svarbu suprasti išorinį branduolį ir jo raidą laikui bėgant. Per abu žemės drebėjimus keturių seisminių bangų stebėtojų užfiksuoti duomenys parodė, kad vėlesnio įvykio bangos per tą patį išorinio branduolio regioną sklido maždaug viena sekunde greičiau.

"Kažkas pasikeitė tos bangos kelyje, todėl dabar ji gali sklisti greičiau", - sako geologas Ying Zhou iš Virdžinijos technikos universiteto. "Medžiagos, buvusios ten prieš 20 metų, jau nebėra".

"Tai nauja medžiaga, ir ji lengvesnė. Šie lengvi elementai judės aukštyn ir pakeis tankį tame regione, kuriame jie yra".

Čia analizuojamų bangų tipai yra SKS bangos: jos eina per mantiją kaip šlyties bangos (S), tada į išorinį branduolį kaip suspaudimo bangos (K), tada išeina iš kitos pusės ir vėl grįžta per mantiją kaip dar daugiau šlyties bangų (antroji S). Šių bangų keliavimo laikas gali būti labai svarbus.

Abu žemės drebėjimai įvyko netoli Kermadeko salų Ramiojo vandenyno pietinėje dalyje - pirmasis 1997 m. gegužę, o antrasis - 2018 m. rugsėjį, todėl mokslininkai turi unikalią galimybę pamatyti, kaip Žemės branduolys galėjo keistis laikui bėgant.

Kaip seisminės bangos keliauja per išorinį branduolį. (Ying Zhou)

Žemės išorinio branduolio skystoje geležyje vykstanti konvekcija, kai ji kristalizuojasi ant vidinio branduolio, sukuria tekančias elektros sroves, kurios ir valdo mus supantį magnetinį lauką. Tačiau ryšys tarp išorinio branduolio ir Žemės magnetinio lauko nėra iki galo suprastas - daug kas paremta hipotetiniu modeliavimu.

"Jei pažvelgtume į šiaurinį geomagnetinį ašigalį, šiuo metu jis juda maždaug 50 kilometrų [31 mylios] per metus greičiu, - sako Zhou. "Jis tolsta nuo Kanados ir juda Sibiro link. Magnetinis laukas kiekvieną dieną nėra vienodas. Jis kinta."

"Kadangi jis kinta, mes taip pat spėjame, kad laikui bėgant keičiasi konvekcija išoriniame branduolyje, tačiau tiesioginių įrodymų neturime. Niekada jos nematėme."

Šis naujas tyrimas - ir galbūt būsimi panašūs tyrimai - gali suteikti naudingų įžvalgų, kaip tiksliai kinta išorinis branduolys ir jo konvekcija. Nors čia pastebėti pokyčiai nėra dideli, kuo daugiau žinosime, tuo geriau.

Šiuo atveju Zhou teigia, kad nuo 1997 m. išoriniame branduolyje išsiskyrė lengvesni elementai, tokie kaip vandenilis, anglis ir deguonis. Tai atitinka maždaug 2-3 proc. sumažėjusį tankį ir maždaug 40 kilometrų (25 mylių) per valandą konvekcinio srauto greitį, teigiama paskelbtame straipsnyje.

Šiuo metu pasaulyje veikia 152 Pasaulinio seismografijos tinklo stotys, stebinčios seismines bangas realiuoju laiku. Nors negalime kontroliuoti žemės drebėjimų vietos ar laiko, galime užtikrinti, kad apie juos būtų registruojama kuo daugiau duomenų.

"Dabar mes galime tai matyti, - sako Zhou. "Jei sugebėsime tai matyti iš seisminių bangų, ateityje galėsime įrengti seismines stotis ir stebėti šį srautą."

Tyrimas paskelbtas žurnale "Nature Communications Earth & Environment".

P komentaras: užsienis rašo, todėl tiesos ieškokite "duonos trupiniais"... atsirinkite faktus.