Nowe odkrycia naukowe wskazują na istnienie unikalnego pierścieniowatego obszaru wewnątrz ciekłego jądra Ziemi, znajdującego się tysiące kilometrów poniżej powierzchni. Obszar ten, odkryty przez naukowców z Uniwersytetu Narodowego Australii (ANU), otwiera nowe wglądy w dynamikę pola magnetycznego naszej planety.

Struktura wewnątrz ciekłego jądra została odkryta na niskich szerokościach geograficznych i jest wyrównana równolegle do równika. Według sejsmologów z ANU, ten obszar nie był dotąd obserwowany.

Jądro Ziemi składa się z dwóch warstw: jądra wewnętrznego, które jest stałe, i jądra zewnętrznego, które jest ciekłe. Wokół jądra znajduje się płaszcz. Nowo odkryty pierścieniowaty obszar znajduje się na szczycie jądra zewnętrznego, gdzie cieczywe jądro wchodzi w kontakt z płaszczem.

Współautor badania, geofizyk z ANU, profesor Hrvoje Tkalčić, wyjaśnił, że fale sejsmiczne w nowo odkrytym obszarze są wolniejsze niż w reszcie ciekłego jądra zewnętrznego.

"Ta struktura jest wyrównana równolegle do płaszczyzny równikowej, jest ograniczona do niskich szerokości geograficznych i ma kształt pierścienia," powiedział profesor Tkalčić.

"Nie znamy dokładnej grubości tego pierścienia, ale ustaliliśmy, że rozciąga się kilka setek kilometrów poniżej granicy między jądrem a płaszczem."

Naukowcy z ANU nie stosowali tradycyjnych metod obserwacji fal sejsmicznych, lecz analizowali podobieństwa między falami wiele godzin po rozpoczęciu trzęsienia ziemi. To podejście umożliwiło im dokonanie unikalnego odkrycia.

"Poprzez badanie geometrii fal sejsmicznych i ich trajektorii przez objętość jądra zewnętrznego, rekonstrukowaliśmy ich czasy podróży przez Ziemię. W ten sposób ustaliliśmy, że ten nowo odkryty obszar ma niski prędkość fal sejsmicznych," wyjaśnił profesor Tkalčić.

"Ta szczególna struktura pozostała dotąd ukryta, ponieważ wcześniejsze badania zbierały dane z mniejszą pokryciem objętości jądra zewnętrznego, obserwując fale w ciągu jednej godziny po dużych trzęsieniach ziemi.

"Osiągnęliśmy znacznie lepsze pokrycie objętości, badając fale, które odbijają się wiele godzin po dużych trzęsieniach ziemi."

Współautor badania, dr Xiaolong Ma, podkreślił, że to odkrycie otwiera nowe wglądy w dynamikę pola magnetycznego Ziemi.

"Wciąż istnieją tajemnice dotyczące zewnętrznego jądra Ziemi, które trzeba rozwiązać, a to wymaga multidyscyplinarnych wysiłków z dziedzin sejsmologii, fizyki minerałów, geomagnetyzmu i geodynamiki," powiedział dr Ma.

Jądro zewnętrzne Ziemi składa się głównie z ciekłego żelaza i niklu, a intensywne ruchy tej przewodzącej elektrycznie cieczy tworzą pole magnetyczne naszej planety. To pole chroni Ziemię i umożliwia utrzymanie życia, chroniąc ją przed szkodliwymi wiatrami słonecznymi i promieniowaniem.

Naukowcy uważają, że kluczowe jest zrozumienie składu zewnętrznego jądra, w tym obecności lekkich pierwiastków chemicznych, aby lepiej zrozumieć pole magnetyczne i przewidzieć, kiedy może ono osłabnąć lub przestać działać.

"Nasze wyniki są interesujące, ponieważ niska prędkość fal sejsmicznych wewnątrz ciekłego jądra sugeruje wysokie stężenie lekkich pierwiastków chemicznych w tych regionach, co spowalnia fale. Te lekkie pierwiastki, wraz z różnicami temperatury, pomagają w mieszaniu cieczy w zewnętrznym jądrze," powiedział profesor Tkalčić.

"Pole magnetyczne jest podstawowym elementem niezbędnym do utrzymania życia na powierzchni naszej planety.

"Dynamika pola magnetycznego Ziemi jest obszarem dużego zainteresowania społeczności naukowej, dlatego nasze wyniki mogą zachęcić do dalszych badań nad polem magnetycznym zarówno na Ziemi, jak i na innych planetach."

Źródło: Australian National University, Canberra