Choć w eksploracji kosmosu mamy jak na młodą cywilizację sporo sukcesów, to eksploracja wnętrza Ziemi wydaje się znacznie trudniejsza. Nie mówię tu oczywiście o wwiercaniu się w Ziemię, bowiem to nie ma żadnego sensu. Najgłębsze odwierty, jakie kiedykolwiek udało się wykopać, sięgały się na niewiele ponad 12 kilometrów. Przy promieniu Ziemi równym 6371 km nie jest to zbyt daleko. Można nawet powiedzieć, że przez cienką skorupę Ziemi nie byliśmy się w stanie przebić.
Do badania tego, co znajduje się głębiej, wykorzystujemy od lat sejsmometry, które rejestrują fale sejsmiczne, których źródłem są tarcie płyt tektonicznych czy trzęsienia Ziemi. Takie fale przechodzą przez całą objętość Ziemi, po drodze napotykając na rejony o mniejszej i większej gęstości, w których odpowiednio przyspieszają i zwalniają. Tak zniekształcone fale odbierane po drugiej stronie planety po szczegółowej analizie mogą nam sporo powiedzieć o tym, przez co tak naprawdę taka fala przeszła. Analiza setek i tysięcy wstrząsów sejsmicznych pozwoliła nam mniej więcej poznać strukturę wnętrza Ziemi, bez zaglądania tam osobiście.
Stałe jądro wewnętrzne nie takie stałe
Nasza obecna wiedza wskazuje, że we wnętrzu Ziemi znajduje się jądro, które składa się z zewnętrznej ciekłej warstwy i wewnętrznej zestalonej. Jak jednak przekonują naukowcy z Uniwersytetu w Utah w Stanach Zjednoczonych, owo stałe wewnętrzne jądro nie jest w stu procentach zestalone. Najnowsze badania wskazują bowiem na to, że jest to bardziej mieszanka fragmentów stałych i ciekłych, która sięga do samego centrum naszej planety.
Czytaj także: We wnętrzu Ziemi coś się dzieje. Jądro naszej planety prawie przestało się obracać
Do takich wniosków doprowadziła szczegółowa analiza delikatnego echo trzęsień ziemi docierającego do sejsmometrów na powierzchni Ziemi.
Co do zasady jądro Ziemi ulega stopniowemu, bardzo powolnemu zestalaniu. Co roku średnica stałego jądra wewnętrznego rośnie o około 1 milimetr kosztem ciekłego zewnętrznego jądra. Jak się jednak okazuje, na wcześniejszych etapach, zanim jądro osiągnęło poziom swoistej równowagi, ten proces zestalania jądra przebiegał dużo szybciej. W efekcie, we wnętrzu stałego jądra wciąż mogą istnieć istne tornada ciekłego żelaza uwięzione w zestalonej strukturze.
Jądro Ziemi ma średnicę 70 proc. średnicy Księżyca
Swoją drogą, wyobrażaliście sobie, jak duże jest jądro we wnętrzu naszej planety? Jego średnica to zawrotne 2440 km, czyli tak naprawdę 70 proc. średnicy Księżyca. Daje do myślenia, prawda? Stałe jądro znajdujące się w jego wnętrzu ma 2260 km średnicy. To zresztą właśnie wirowanie jądra odpowiada za to, że Ziemia i znajdujące się na jej powierzchni życie posiada pole magnetyczne, które skutecznie chroni nas przed promieniowaniem kosmicznym i obłokami plazmy wyrzucanej ze Słońca w koronalnych wyrzutach masy (CME).
Wracając jednak do badań: badacze wykorzystali dane zebrane przez 20 różnych sejsmometrów, których zadaniem było rejestrowanie wstrząsów wywołanych trzęsieniami Ziemi, a wcześniej także testów jądrowych. Każdy z tych sejsmometrów był w stanie zarejestrować wstrząsy o sile 5,7 magnitudo lub większej. W bazie danych znalazło się prawie 2500 wstrząsów.
Czytaj także: Jądro Ziemi jest bardziej skomplikowane, niż sądzono. W jego wnętrzu jest nietypowa struktura o średnicy 600 km
Wcześniej naukowcy nie zwracali uwagi na drobne sygnały ukryte w danych. Mowa tutaj o sygnałach rzędu nanometrów. Ich łączna analiza wystarczyła jednak, aby wykazać, że budowa jądra wewnętrznego jest niejednorodna. Oznacza to, że w niektórych obszarach ulegało ono krystalizacji szybciej w innych później. Tym samym nawet we wnętrzu stałego jądra istnieją zarówno obszary stałe jak i ciekłe. Co więcej, dotyczy to całej objętości jądra wewnętrznego. A więc od dzisiaj wiemy o jedną rzecz więcej o Ziemi, do której jesteśmy tak przywiązani przez grawitację.
