Το πιο εσωτερικό στρώμα της Γης είναι μια καυτή, συμπαγής σφαίρα από μέταλλο που περιβάλλεται από έναν υγρό μεταλλικό εξωτερικό πυρήνα. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες υποψιάζονταν ότι ο συμπαγής εσωτερικός πυρήνας παραμορφωνόταν με την πάροδο του χρόνου καθώς περιστρεφόταν. Τώρα, οι ερευνητές βρήκαν τις πρώτες ενδείξεις αλλαγών που λαμβάνουν χώρα τα τελευταία 20 χρόνια στο σχήμα του εσωτερικού πυρήνα. Τα σημάδια της παραμόρφωσης του πυρήνα εμφανίστηκαν σε κύματα από σεισμούς που ήταν αρκετά ισχυρά για να φτάσουν στο κέντρο της Γης.

Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε τα ίδια δεδομένα σεισμού για μια μελέτη του 2024 για να επιλύσει μια μακροχρόνια συζήτηση σχετικά με την περιστροφή του εσωτερικού πυρήνα. Βρήκαν ότι ο εσωτερικός πυρήνας κάποτε περιστρεφόταν πιο γρήγορα από την ίδια τη Γη. Αλλά ξεκινώντας γύρω στο 2010, η περιστροφή του συμπαγούς εσωτερικού πυρήνα επιβραδύνθηκε. Τώρα περιστρέφεται προς τα πίσω , σε σχέση με τον υπόλοιπο πλανήτη.

Η νέα τους μελέτη, που δημοσιεύτηκε τη Δευτέρα στο περιοδικό Nature Geoscience , βασίζεται σε αυτήν την ανακάλυψη, χρησιμοποιώντας δεδομένα σεισμών που συγκεντρώθηκαν από το 1991 έως το 2023. Η προηγούμενη εργασία των επιστημόνων για την περιστροφή του πυρήνα τους βοήθησε να ερμηνεύσουν τις διακυμάνσεις στο ύψος των σεισμικών κυμάτων, ορίζοντας τις ως δείκτες αλλαγών στην επιφάνεια του εσωτερικού πυρήνα, είπε ο Dr. η νέα μελέτη.

«Μπορούμε να συγκρίνουμε τα σήματα που βλέπουμε όταν ο εσωτερικός πυρήνας επιστρέφει στην ίδια θέση όπως ήταν κάποια άλλη στιγμή και να δούμε αν υπάρχουν διαφορές που δεν μπορούν να εξηγηθούν από την περιστροφή», είπε στο CNN ο Vidale, Καθηγητής Επιστημών της Γης στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνια Dornsife College of Letters, Arts and Sciences. Οι αλλαγές σχήματος στον πυρήνα θα μπορούσαν να περιέχουν ενδείξεις για τις δυνάμεις βαθιά μέσα στη Γη που τροφοδοτούν τη μαγνητόσφαιρά μας, τις αόρατες γραμμές μαγνητικής ενέργειας που προστατεύουν τον πλανήτη μας από τον ηλιακό καιρό και τη θανατηφόρα ακτινοβολία, ανέφεραν οι ερευνητές.

«Η Γη εξελίσσεται σε γεωλογικό χρονοδιάγραμμα, επομένως η παρατήρηση των αλλαγών σε ετήσια χρονική κλίμακα είναι πάντα ενδιαφέρουσα, καθώς ενισχύει την κατανόησή μας για τη δυναμική του εσωτερικού πυρήνα», δήλωσε ο Δρ Yoshi Miyazaki , αναπληρωτής καθηγητής στο τμήμα Γης και Πλανητικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο Rutgers στο New Jersey.

«Προηγούμενες μελέτες έχουν ήδη θέσει μια συζήτηση για το πώς έχει αλλάξει η εναλλαγή του εσωτερικού πυρήνα την τελευταία δεκαετία και αυτή η μελέτη εισάγει μια νέα προοπτική – μη περιστροφικές αλλαγές – προσθέτοντας μια άλλη διάσταση στη συζήτηση. Πιστεύω ότι αυτό θα τροφοδοτήσει περαιτέρω αυτές τις συζητήσεις», δήλωσε στο CNN ο Μιγιαζάκι, ο οποίος δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα.

«Σχεδόν επιστημονική φαντασία»

Από όλα τα στρώματα της Γης, ο εσωτερικός πυρήνας είναι το πιο απομακρυσμένο και μυστηριώδες σημείο. Αυτή η συμπαγής σφαίρα από σίδηρο και νικέλιο έχει περίπου το 70% του μεγέθους του φεγγαριού, με ακτίνα περίπου 759 μίλια (1.221 χιλιόμετρα).

Οι θερμοκρασίες στον εσωτερικό πυρήνα είναι τόσο υψηλές όσο 9.800 βαθμούς Φαρενάιτ (5.400 βαθμοί Κελσίου) και οι πιέσεις μπορούν να φτάσουν έως και τα 365 gigapascal (GPa) – περισσότερες από 3 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από τη μέση ατμοσφαιρική πίεση της Γης στην ξηρά. Ενώ η άμεση παρατήρηση του πυρήνα είναι αδύνατη, οι επιστήμονες τον μελετούν αναλύοντας τις αλλαγές στο μέγεθος και το σχήμα των σεισμικών κυμάτων καθώς περνούν μέσα από τον πυρήνα.

Οι σεισμοί δημιουργούν δύο τύπους κυμάτων. Τα πρωτεύοντα κύματα, ή κύματα P, είναι τα πρώτα κύματα που παράγονται από έναν σεισμό και μετακινούν το έδαφος προς την ίδια κατεύθυνση που κινείται το κύμα. Τα κύματα διάτμησης, ή τα κύματα S, είναι πιο αργά από τα κύματα P και κινούν το έδαφος κάθετα προς την κατεύθυνση του κύματος.

Οι αλλαγές πλάτους σε έναν τύπο κύματος P που διεισδύει στον πυρήνα – τα κύματα PKIKP – υπαινίσσονται παραμορφώσεις στο πιο ρηχό επίπεδο του εσωτερικού πυρήνα, σύμφωνα με τη νέα μελέτη. Στο όριο όπου ο στερεός εσωτερικός πυρήνας συναντά το υγρό του εξωτερικού πυρήνα, η επιφάνεια της σφαίρας μπορεί να είναι πιο εύπλαστη από ό,τι σε βαθύτερα επίπεδα.

«Είναι σχεδόν επιστημονική φαντασία η οπτικοποίηση του τι συμβαίνει στην επιφάνεια του εσωτερικού πυρήνα», είπε ο Vidale. «Είναι ένα μέρος που είναι τόσο διαφορετικό από την καθημερινή μας ζωή, με διαφορετικά χρονοδιαγράμματα, διαφορετικά υλικά και απίστευτες δυνάμεις. Κι όμως, μπορούμε να φτάσουμε εκεί κάτω και να μάθουμε περισσότερα γι’ αυτό απλώς κοιτάζοντας μερικές από τις τελευταίες παρατηρήσεις».

Κίνηση «σαν κατολισθήσεις»

Οι επιστήμονες ανέλυσαν 168 κύματα από σεισμούς σε 42 τοποθεσίες κοντά στα Νότια Νησιά Σάντουιτς, μια αλυσίδα ηφαιστειακών νησιών στον Νότιο Ατλαντικό Ωκεανό. Η παρακολούθηση της ταχύτητας και της κατεύθυνσης της περιστροφής του πυρήνα έδωσε στους ερευνητές έναν τρόπο να ανιχνεύσουν αλλαγές στο σχήμα του πυρήνα. Μόλις γνώριζαν την ταχύτητα περιστροφής του πυρήνα, μπορούσαν να μοντελοποιήσουν τη θέση του και στη συνέχεια να συγκρίνουν διαφορετικά κύματα PKIKP που έφτασαν στον πυρήνα καθώς περιστρέφονταν στο ίδιο σημείο.

Καθώς ο συμπαγής εσωτερικός πυρήνας της Γης περιστρέφεται, ο λιωμένος εξωτερικός πυρήνας αναδεύεται και σβήνει. Οι αλληλεπιδράσεις τους παράγουν μαγνητική ενέργεια, η οποία τυλίγει τον πλανήτη μας στη μαγνητόσφαιρα. Αλλά ο υγρός εξωτερικός πυρήνας συρρικνώνεται, είπε ο Vidale. Πιθανότατα χρειάστηκαν δισεκατομμύρια χρόνια για να κρυώσει και να στερεοποιηθεί ο εσωτερικός πυρήνας και τα επόμενα λίγα δισεκατομμύρια χρόνια, ο εσωτερικός πυρήνας θα συνεχίσει να ψύχεται έως ότου ολόκληρος ο πυρήνας της Γης γίνει μια στερεή μεταλλική σφαίρα, πρόσθεσε.

«Αυτό θα σκοτώσει το μαγνητικό πεδίο», είπε ο Vidale.

Ωστόσο, ένα τέτοιο γεγονός θα συμβεί σε δισεκατομμύρια χρόνια από τώρα. Και πριν συμβεί αυτό, η Γη πιθανότατα θα εξαλειφθεί καθώς ο ήλιος μας διαστέλλεται και καταπίνει τους εσωτερικούς πλανήτες του ηλιακού συστήματος, είπε ο Vidale.

«Όσον αφορά τον αντίκτυπο στη ζωή, όπως αναφέρεται στην εισαγωγή της εργασίας, η ανάπτυξη του εσωτερικού πυρήνα παίζει κρίσιμο ρόλο στη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου της Γης, το οποίο μας προστατεύει από την επιβλαβή ηλιακή ακτινοβολία», είπε ο Miyazaki. «Ενώ μια άμεση σύνδεση μεταξύ της ζωής στην επιφάνεια της Γης και του ICB (το σύνορο εσωτερικού-εξωτερικού πυρήνα) παραμένει μακρινή, αυτό που συμβαίνει στο ICB εξακολουθεί να έχει κάποιες επιπτώσεις στη μακροπρόθεσμη εξέλιξη της Γης».

photo: pixabay