Noi cercetări confirmă că rotația nucleului interior al Pământului a încetinit, ca parte a unui model care durează zeci de ani. Modul în care această încetinire ar putea afecta planeta noastră rămâne însă o întrebare deschisă, scrie CNN.
În adâncul Pământului se află o minge metalică solidă care se rotește independent de rotațiile planetei noastre, ca o sferă care se învârtește în interiorul unei alte sfere mai mari. Este un fenomen care rămâne învăluit în mister.
Acest miez interior a intrigat cercetătorii de la descoperirea sa de către seismologul danez Inge Lehmann în 1936, iar modul în care se mișcă - viteza și direcția de rotație - a fost în centrul unei dezbateri de zeci de ani. Un număr tot mai mare de dovezi sugerează că rotația nucleului s-a schimbat dramatic în ultimii ani, însă oamenii de știință rămân divizați cu privire la ceea ce se întâmplă exact și ce înseamnă aceasta.
CONTROVERSE ÎNTRE CERCETĂTORI
O parte a problemei constă în faptul că interiorul Pământului este imposibil de observat sau de eșantionat direct. Seismologii au obținut informații despre mișcarea nucleului interior examinând modul în care se comportă undele provenite de la cutremurele mari ce lovesc această zonă. Variațiile dintre undele de intensitate similară care au trecut prin nucleu în momente diferite au permis oamenilor de știință să măsoare schimbările de poziție ale nucleului interior și să calculeze rotația acestuia.
"Rotația diferențială a nucleului interior a fost propusă ca fenomen în anii '70 și '80, dar abia în anii '90 au fost publicate dovezi seismologice", a declarat dr. Lauren Waszek, lector superior de științe fizice la Universitatea James Cook din Australia.
Însă cercetătorii sunt în dezacord cu privire la modul de interpretare a acestor constatări, "în primul rând din cauza provocării de a face observații detaliate ale miezului interior, din cauza îndepărtării acestuia și a datelor limitate disponibile", spune Waszek. Ca urmare, "studiile (...) nu sunt în acord cu privire la rata de rotație și, de asemenea, la direcția acesteia în raport cu mantaua", a adăugat ea. Unele analize emit chiar ipoteza că miezul nu se rotește deloc.
UN CICLU DE 70 DE ANI
Un model promițător propus în 2023 descrie un nucleu interior care, în trecut, se rotea mai repede decât Pământul însuși, dar care acum se rotește mai încet. Pentru o vreme, au spus cercetătorii, rotația miezului a concis cu cea a Pământului. Apoi a încetinit și mai mult, până când miezul s-a deplasat invers față de straturile de fluid din jurul său.
La momentul respectiv, unii experți au avertizat că sunt necesare mai multe date pentru a susține această concluzie, iar acum o altă echipă de oameni de știință a furnizat noi dovezi convingătoare pentru această ipoteză privind viteza de rotație a nucleului interior. Cercetarea publicată la 12 iunie în revista Nature nu numai că a confirmat încetinirea vitezei nucleului, dar susține propunerea din 2023 conform căreia această decelerare a nucleului face parte dintr-un model de succesiuni de încetinire și accelerare ce se desfășoară pe parcursul a mai multor dececenii.
Noile descoperiri confirmă că modificările vitezei de rotație urmează un ciclu de 70 de ani, a declarat coautorul studiului, dr. John Vidale, profesor decan de științe ale Pământului la Dornsife College of Letters, Arts and Sciences din cadrul Universității California de Sud. "Discutăm despre acest lucru de 20 de ani și cred că acum este bătut în cuie", a spus Vidale. "Cred că am pus capăt dezbaterii dacă nucleul interior se mișcă și care a fost modelul său în ultimele două decenii", subliniază el.
Dar nu toți sunt convinși că problema este rezolvată, iar modul în care o încetinire a nucleului interior ar putea afecta planeta noastră rămâne încă o întrebare deschisă. Unii experți spun că și câmpul magnetic al Pământului ar putea fi implicat.
CE SE AFLĂ ÎN MIEZUL PĂMÂNTULUI
Îngropat la aproximativ 5.180 de kilometri adâncime în interiorul Pământului, miezul interior metalic solid este înconjurat de un miez exterior metalic lichid. Miezul interior este alcătuit în principal din fier și nichel și se estimează că este la fel de fierbinte ca suprafața Soarelui - aproximativ 5.400 grade Celsius.
Câmpul magnetic al Pământului trage de această bilă solidă de metal fierbinte, făcând-o să se rotească. În același timp, gravitația și fluxul fluid al miezului exterior și al mantalei acționează și ele asupra miezului. Pe parcursul mai multor decenii, compunerea acestor forțe determină variații ale vitezei de rotație a miezului, explică Vidale.
Mișcarea fluidului bogat în metale din miezul exterior generează curenți electrici care alimentează câmpul magnetic al Pământului, câmp ce protejează planeta de radiațiile solare mortale.
Deși influența directă a miezului interior asupra câmpului magnetic este necunoscută, oamenii de știință au spus anterior, în 2023, că un miez cu o rotație mai lentă ar putea să afecteze și, de asemenea, să scurteze cu o fracțiune durata unei zile.
CUM AU "VĂZUT" OAMENII DE ȘTIINȚĂ CE SE AFLĂ ÎN INTERIORUL PĂMÂNTULUI
Atunci când oamenii de știință încearcă să "vadă" întreaga planetă, ei urmăresc, în general, două tipuri de unde seismice: undele de presiune, sau undele P, și undele de forfecare, sau undele S. Undele P trec prin toate tipurile de materie; undele S trec doar prin solide sau lichide extrem de vâscoase, conform US Geological Survey.
Seismologii au observat în anii 1880 că undele S generate de cutremure nu treceau prin tot Pământul, astfel că au ajuns la concluzia că miezul Pământului era topit. Dar unele unde P, după ce treceau prin miezul Pământului, apăreau în locuri neașteptate - o "zonă de umbră", după cum a numit-o Lehmann - creând anomalii imposibil de explicat.
Lehmann a fost primul care a sugerat că undele P rătăcitoare ar putea interacționa cu un miez interior solid care se află în interiorul miezului exterior lichid, pe baza datelor de la un cutremur masiv produs în Noua Zeelandă în 1929.
Urmărind undele seismice de la cutremurele care au trecut prin miezul interior al Pământului pe traiectorii similare începând din 1964, autorii studiului din 2023 au descoperit că rotirea a urmat un ciclu de 70 de ani. Până în anii 1970, miezul interior se învârtea puțin mai repede decât planeta. A încetinit în jurul anului 2008, iar din 2008 până în 2023 a început să se miște ușor în sens invers în raport cu mantaua.
Pentru noul studiu, Vidale și coautorii săi au observat undele seismice produse de cutremure în aceleași locuri, la momente diferite. Ei au găsit 121 de exemple de astfel de cutremure produse între 1991 și 2023 în Insulele Sandwich de Sud, un arhipelag de insule vulcanice din Oceanul Atlantic, la est de extremitatea sudică a Americii de Sud. Cercetătorii au analizat, de asemenea, undele de șoc care au penetrat miezul de la testele nucleare sovietice efectuate între 1971 și 1974.
NUCLEUL SE PREGĂTEȘTE SĂ ACCELEREZE DIN NOU
Atunci când miezul își inversează rotația, spune Vidale, acest lucru afectează timpul de sosire al undei. Compararea momentului în care semnalele seismice au atins miezul a evidențiat schimbări în rotația miezului de-a lungul timpului, confirmând ciclul de rotație de 70 de ani. Astfel, conform calculelor cercetătorilor, nucleul este pe punctul de a începe să accelereze din nou.
În comparație cu alte studii seismografice ale miezului care măsoară cutremurele individuale pe măsură ce trec prin miez - indiferent de momentul în care au loc - utilizarea doar a cutremurelor pereche reduce cantitatea de date utilizabile, "făcând metoda mai dificilă", spune Waszek. Cu toate acestea, această metodă a permis, de asemenea, oamenilor de știință să măsoare schimbările în rotația miezului cu o mai mare precizie, potrivit lui Vidale. Dacă modelul echipei sale este corect, rotația miezului va începe să se accelereze din nou în aproximativ cinci până la 10 ani.
Seismografele au arătat, de asemenea, că, în timpul ciclului său de 70 de ani, rotația nucleului încetinește și accelerează în ritmuri diferite, "ceea ce va necesita o explicație", recunoaște Vidale. O posibilitate este ca miezul interior metalic să nu fie atât de solid pe cât se aștepta. Dacă acesta se deformează pe măsură ce se rotește, acest lucru ar putea afecta simetria vitezei sale de rotație, arată cercetătorul.
Calculele echipei sugerează, de asemenea, că miezul are viteze de rotație diferite pentru mișcarea înainte și înapoi.
Dar adâncimea și inaccesibilitatea nucleului interior înseamnă că incertitudinile rămân, spune.Waszek. "Avem nevoie de mai multe date și de instrumente interdisciplinare îmbunătățite pentru a investiga", spune cercetătoarea.
EFECTELE FENOMENULUI
Schimbările în rotația nucleului - deși pot fi urmărite și măsurate - sunt aproape imperceptibile pentru oamenii de la suprafața Pământului, subliniază Vidale. Atunci când nucleul se rotește mai încet, mantaua se accelerează. Această schimbare face ca Pământul să se rotească mai repede, iar durata unei zile se scurtează. Dar astfel de schimbări de rotație se traduc în doar miimi de secundă în lungimea zilei, arată cercetătorul. "Efectul în timpul vieții unei persoane? Nu-mi pot imagina că înseamnă prea mult", spune el.
Oamenii de știință studiază nucleul interior pentru a afla cum s-a format interiorul profund al Pământului și cum se leagă activitatea în toate straturile subterane ale planetei. Zona misterioasă în care miezul exterior lichid învăluie miezul interior solid este deosebit de interesantă, spune Vidale. Fiind un loc în care lichidul și solidul se întâlnesc, această graniță este "plină de potențial de activitate", la fel ca granița dintre miez și manta și granița dintre manta și crustă. "Am putea avea vulcani la limita interioară a miezului, de exemplu, unde solidul și lichidul se întâlnesc și se mișcă", opinează el.
Deoarece rotirea miezului interior afectează mișcarea din miezul exterior, se crede că rotația miezului interior contribuie la alimentarea câmpului magnetic al Pământului, deși sunt necesare mai multe cercetări pentru a desluși rolul său precis. Și mai sunt încă multe de învățat despre structura generală a nucleului interior, subliniază Waszek. "Metodologiile noi și viitoare vor fi esențiale pentru a răspunde la întrebările actuale despre nucleul interior al Pământului, inclusiv cea a rotației", conchide ea.
