O echipă de cercetători de la Universitatea Națională Australiană, condusă de profesorul Hrvoje Tkalčić, a făcut o descoperire surprinzătoare în studiul nucleului Pământului, relevând existența unei regiuni vaste, în formă de inel, situată în jurul Ecuatorului, unde undele seismice călătoresc mai lent decât în restul nucleului. Acest nou fenomen, detectat la aproximativ 2.890 de kilometri sub suprafața Pământului, oferă o nouă perspectivă asupra dinamicii nucleului și a modului în care se formează câmpul magnetic al planetei, potrivit theconversation.com.
O minge gigantică de metal lichid
Nucleul Pământului, o sferă imensă de metal lichid, se află la o adâncime de aproximativ 2.890 de kilometri sub picioarele noastre. Format în principal din fier și nichel, acesta joacă un rol esențial în generarea câmpului magnetic al planetei. În studiul lor recent, Tkalčić și colegul său Xiaolong Ma au folosit undele seismice create de cutremure ca pe o formă de ecografie pentru a „vedea” structura și forma nucleului.
Citește și: Descoperire uimitoare: Poluare de cupru veche de 5.000 de ani lângă piramidele egiptene
„Am descoperit că există o regiune mare, în formă de inel, în nucleul extern al Pământului, în jurul Ecuatorului, unde undele seismice călătoresc cu aproximativ 2% mai lent decât în alte părți ale nucleului,” a declarat Tkalčić. Aceste rezultate au fost publicate recent în prestigioasa revistă „Science Advances”.
O nouă metodă de studiu seismic
Descoperirea a fost posibilă datorită unei noi metode de analiză a undelor seismice, denumită „câmpul de unde coda-corelație”. Tradițional, studiile seismice se concentrează pe fronturile mari, inițiale, ale undelor care se propagă în jurul lumii în prima oră după un cutremur. Însă echipa condusă de Tkalčić a observat că informații noi și valoroase pot fi extrase din partea ulterioară, mai slabă, a acestor unde, cunoscută sub numele de „coda”.
„Am analizat similitudinea dintre coda-urile înregistrate la diferite detectoare seismice, la câteva ore după începerea lor. Această similitudine, măsurată prin corelație, ne-a permis să detectăm semnale minuscule provenite din multiple unde reverberante pe care altfel nu le-am fi observat,” a explicat Tkalčić.
Diferențele între ecuator și poli
Analiza a arătat că undele seismice detectate mai aproape de poli călătoreau mai repede decât cele din apropierea Ecuatorului. Această descoperire a condus echipa să testeze numeroase modele și simulări pe computer pentru a înțelege condițiile din nucleu care ar putea crea acest fenomen. În final, s-a constatat că trebuie să existe o regiune toroidală – în formă de inel – în nucleul extern, în jurul Ecuatorului, unde undele călătoresc mai încet.
„Seismologii nu au detectat această regiune până acum. Cu toate acestea, folosind câmpul de unde coda-corelație, putem observa nucleul extern în mai multe detalii și cu o precizie mai mare,” a spus Tkalčić.
Implicații pentru geodinamica pământului
Nucleul extern al Pământului are o rază de aproximativ 3.480 km, fiind puțin mai mare decât planeta Marte. Acesta este format în principal din fier și nichel, cu urme de elemente ușoare precum siliciul, oxigenul, sulful, hidrogenul și carbonul. Temperaturile mai ridicate din partea inferioară a nucleului extern față de partea superioară determină mișcarea metalului lichid, asemănătoare cu apa care fierbe într-o oală pe aragaz. Acest proces, cunoscut sub numele de convecție termică, este esențial pentru generarea câmpului magnetic al Pământului.
„Am demonstrat că regiunea cu viteză redusă este doar în apropierea Ecuatorului, contrar studiilor anterioare care sugerau că undele se deplasează mai încet peste tot în jurul ‘tavanului’ nucleului extern,” a subliniat Tkalčić.
Posibile explicații și impactul asupra câmpului magnetic
O ipoteză propusă de cercetători este că această regiune conține o concentrație mai mare de elemente ușoare, eliberate din nucleul solid intern în nucleul extern, unde flotabilitatea lor creează mai multă convecție. Acumularea acestor elemente ușoare în regiunea inelară ecuatorială ar putea fi rezultatul unui transfer mai mare de căldură de la nucleul extern către mantaua de deasupra.
Un alt proces de scară planetară care influențează nucleul extern este rotația Pământului. Nucleul solid mic din interior și rotația planetei organizează lichidul din nucleul extern în vortici lungi, verticali, care se desfășoară pe direcția nord-sud. Mișcarea turbulentă a metalului lichid din acești vortici creează „geodinamoul”, responsabil pentru generarea și menținerea câmpului magnetic al Pământului.
Implicații pentru viitorul planetei
Câmpul magnetic al Pământului este esențial pentru protejarea planetei de vânturile solare dăunătoare și de radiații, făcând viața posibilă la suprafață. O mai bună înțelegere a compoziției nucleului extern, inclusiv descoperirea acestui inel de elemente ușoare, ne va ajuta să înțelegem mai bine cum se formează și cum se schimbă câmpul magnetic în timp.
„Înțelegerea modului în care câmpul magnetic își schimbă intensitatea și direcția în timp este crucială pentru viața pe Pământ și pentru potențiala locuibilitate a altor planete și exoplanete,” a concluzionat Tkalčić.
Acest studiu inovator oferă o nouă perspectivă asupra nucleului Pământului și subliniază complexitatea proceselor care au loc adânc sub suprafața planetei noastre. Descoperirile echipei vor stimula cu siguranță noi cercetări și discuții în comunitatea științifică globală.
