Den inre kärnan började minska sin hastighet runt 2010 och rörde sig långsammare än jordens yta. Kredit: USC
En ny studie ger tydliga bevis för att jordens inre kärna började minska sin hastighet runt 2010.
USC forskare har upptäckt att jordens inre kärna saktar ner i förhållande till planetens yta, ett fenomen som startade runt 2010 efter årtionden av motsatt trend. Denna betydande förändring upptäcktes genom detaljerad seismisk dataanalys från jordbävningar och kärnvapenprov. Nedgången påverkas av dynamiken i den omgivande flytande yttre kärnan och gravitationskraften från jordens mantel, vilket potentiellt påverkar jordens rotation något.
Inner Core Dynamics
Forskare vid USC har bevisat att jordens inre kärna går tillbaka – saktar ner – i förhållande till planetens yta, som visas i ny forskning publicerad den 12 juni i tidskriften Natur.
Det vetenskapliga samfundet har länge diskuterat rörelsen av den inre kärnan, med vissa studier som tyder på att den roterar snabbare än jordens yta. Ny forskning från USC visar dock slutgiltigt att från och med 2010 har den inre kärnan saktat ner, och nu rör sig i en takt som är långsammare än planetens yta.
”När jag först såg seismogrammen som antydde denna förändring blev jag förvånad”, säger John Vidale, dekanusprofessor i geovetenskaper vid USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences. ”Men när vi hittade ytterligare två dussin observationer som signalerade samma mönster, var resultatet ofrånkomligt. Den inre kärnan hade saktat ner för första gången på många decennier. Andra forskare har nyligen argumenterat för liknande och olika modeller, men vår senaste studie ger den mest övertygande lösningen.”
Relativiteten av att backa och sakta ner
Den inre kärnan anses vända och backa i förhållande till planetens yta på grund av att den rör sig något långsammare istället för snabbare än jordens mantel för första gången på cirka 40 år. I förhållande till dess hastighet under tidigare decennier saktar den inre kärnan av.
Den inre kärnan är en solid järn-nickelsfär omgiven av den flytande järn-nickel yttre kärnan. Ungefär lika stor som månen, den inre kärnan sitter mer än 3 000 miles under våra fötter och utgör en utmaning för forskare: Den kan inte besökas eller ses. Forskare måste använda jordbävningarnas seismiska vågor för att skapa återgivningar av den inre kärnans rörelse.
En ny syn på ett upprepande tillvägagångssätt
Vidale och Wei Wang från den kinesiska vetenskapsakademin använde vågformer och upprepade jordbävningar i motsats till annan forskning. Återkommande jordbävningar är seismiska händelser som inträffar på samma plats för att producera identiska seismogram.
I den här studien sammanställde og analyserade forskarna seismiska data som registrerats runt södra Sandwichöarna från 121 upprepade jordbävningar som inträffade mellan 1991 och 2023. De har också använt data från dubbla sovjetiska kärnvapenprov mellan 1971 och 1974, såväl som upprepade franska och amerikanska kärnvapenprov från andra studier av den inre kärnan.
Vidale sa att den inre kärnans långsammare hastighet orsakades av att den yttre kärnan av flytande järn som omger den, vilket genererar jordens magnetfält, liksom gravitationsdragkrafter från de täta områdena i den överliggande steniga manteln.
Inverkan på jordens yta
Implikationerna av denna förändring i den inre kärnans rörelse för jordens yta kan bara spekuleras. Vidale sa att tillbakadragandet av den inre kärnan kan förändra längden på en dag med bråkdelar av en sekund: ”Det är mycket svårt att märka, i storleksordningen en tusendels sekund, nästan förlorad i bruset från de gnällande oceanerna och atmosfären. ”
USC-forskarnas framtida forskning strävar efter att kartlägga banan för den inre kärnan i ännu större detalj för att avslöja exakt varför den förändras.
”Dansen i den inre kärnan kan vara ännu mer livlig än vi vet hittills,” sa Vidale.
Förutom Vidale inkluderar andra studieförfattare Ruoyan Wang från USC Dornsife, Wei Wang från Chinese Academy of Sciences, Guanning Pang från Cornell University och Keith Koper från University of Utah.
Denna forskning stöddes av National Science Foundation (EAR-2041892) och Institute of Geology and Geophysics of the Chinese Academy of Sciences (IGGCAS-201904 och IGGCAS-202204).