Istraživači iz Kine su potvrdili postojanje približno 8,5-godišnjeg kolebanja unutrašnjeg jezgra (ICV) iu polarnom kretanju i u varijacijama dužine dana, otkrivajući statički nagib od oko 0,17 stepeni između Zemljinog unutrašnjeg jezgra i plašta, što dovodi u pitanje tradicionalne pretpostavke i pružanje uvida u Zemljinu unutrašnju dinamiku i raspodelu gustine.
Unutrašnje jezgro Zemlje je čvrsta, gusta sfera sastavljena prvenstveno od gvožđa i nikla. Smešten ispod tečnog spoljašnjeg jezgra, obuhvata prečnik od oko 1200 kilometara (746 milja). Ovaj region igra ključnu ulogu u Zemljinim geofizičkim procesima, utičući na magnetno polje planete i doprinoseći ukupnoj dinamici unutrašnjosti Zemlje.
Razumevanje svojstava i ponašanja unutrašnjeg jezgra je od suštinskog značaja za otkrivanje misterija povezanih sa strukturom Zemlje, seizmičkom aktivnošću i magnetnim poljem.
ICV se odnosi na kolebajuće kretanje Zemljinog unutrašnjeg jezgra oko svoje ose rotacije. Ovaj fenomen karakteriše periodična oscilacija ose figure unutrašnjeg jezgra.
Nova studija je potvrdila da ICV Zemlje ima periodično kretanje sa ciklusom koji traje otprilike 8,5 godina. Ovo kolebajuće kretanje je primećeno u merenjima polarnog kretanja, periodičnog kretanja Zemljine rotacione ose i varijacija dužine dana (ΔLOD), i promena u Zemljinoj brzini rotacije.
Profesor Hao Ding, koautor ovog istraživanja i dekan odeljenja za geofiziku na Univerzitetu Vuhan, bio je inspirisan nekonvencionalnim strukturama gustine otkrivenim u slobodnim oscilacijama Zemlje.
Rekao je za Phis.org: „Moj tadašnji student doktorskih studija, dr Iachong An, i ja smo otkrili 8,5-godišnji signal u PM i ΔLOD, što nas je podstaklo da sprovedemo ovu studiju.“
Slobodno oscilovanje i rotacija Zemlje
Zemlja ima četiri sloja – koru, omotač, spoljašnje jezgro i unutrašnje jezgro.
Tradicionalno, naše razumevanje Zemljine rotacije je usidreno u pretpostavci o ravnomernoj raspodeli gustine u omotaču i jezgru duž radijalnog pravca (koji se proteže od centra ka spolja). Ova pretpostavka dovodi do uverenja da se osa rotacije Zemljinog jezgra poklapa sa osom rotacije plašta.
„Međutim, rezultati slobodnih oscilacija Zemlje (prirodne oscilacije Zemlje kao celine) ukazuju na to da su strukture gustine unutrašnjosti Zemlje veoma heterogene, tako da ova pretpostavka ne bi trebalo da bude realna“, objasnio je dr Ding.
Kada je profesor Ding analizirao Zemljin PM 2018. godine, pojavio se signal sa periodom od približno 8,5 godina, što ukazuje na ICV. Ovo neočekivano otkriće, kasnije potvrđeno sličnim signalom u ΔLOD Zemljine rotacije, podstaklo je promenu paradigme.
Nadovezujući se na ova otkrića, istraživači su pažljivo analizirali PM i ΔLOD Zemljine rotacije i identifikovali približno 8,5-godišnji signal u PM kao manifestaciju ICV-a.
Ovaj zaključak dolazi nakon isključivanja tri spoljna izvora ekscitacije — atmosferskog, okeanskog i hidrološkog. Intrigantno, 8,5-godišnji signal nije ograničen samo na PM; takođe je dosledno prisutan u periodičnom kretanju Zemljine rotacione ose, ili ΔLOD.
Ovo istovremeno prisustvo snažno sugeriše duboku vezu između ICV-a i ove dinamike rotacije.
Da bi objasnili 8,5-godišnji signal otkriven u PM i ΔLOD, istraživači su ispitali amplitude ICV u oba. Ovo ih je dovelo do zaključka da između ose rotacije unutrašnjeg jezgra i plašta postoji statički ugao nagiba od 0,17 stepeni.
„Ovo implicira potencijalni diferencijalni ugao rotacije unutrašnjeg jezgra ka istoku manji od 1 stepen i neusklađenost osa simetrije donjeg graničnog sloja/jezgra-plašt sa gornjim omotačem.
„Ova odstupanja nude dragocena ograničenja za 3D model gustine plašta i dovode u pitanje pretpostavke u spljoštenom jezgru likvidnosti, naglašavajući potencijalna odstupanja od savršeno sfernog oblika izračunatog korišćenjem tradicionalnih teorija“, objasnio je dr Ding.
Štaviše, ~8,5-godišnja periodičnost ICV-a otkriva još jedan sloj složenosti Zemlje. Periodično kretanje ukazuje na skok gustine od oko 0,52 g/cm 3 na unutrašnjoj granici jezgra.
Jednostavno rečeno, to znači da postoji primetna promena gustine na granici između unutrašnjeg jezgra i okolnih slojeva.
Dok se istraživanje prvenstveno fokusira na unutrašnje jezgro, identifikovani statički nagib i ICV mogu proširiti svoj uticaj na šire geofizičke fenomene. Kao što je dr Ding objasnio, „statički nagib može takođe dovesti do određene promene u obliku tečnog jezgra, što rezultira promenom kretanja tečnosti i odgovarajućom promenom geomagnetnog polja“.
Otkriće ove studije o Zemljinom ICV-u i njegovom povezanom statičkom nagibu dovodi u pitanje tradicionalne pretpostavke o Zemljinoj rotaciji. 8,5-godišnja periodičnost ICV-a, praćena uočljivim skokom gustine na unutrašnjoj granici jezgra, otkriva zamršenost unutrašnje dinamike naše planete.
Buduća istraživanja dr Dinga i njegovog tima imaju za cilj da se dublje udube u slojevitu strukturu i gustinu Zemljinog jezgra, istražujući obrasce i periode kretanja jezgra.
„Slojevita struktura i gustina Zemljinog jezgra oduvek su bili problem u geonaučnim istraživanjima. Cilj nam je da dublje prodremo u periodične oscilacije i diferencijalnu rotaciju Zemljinog jezgra, tražeći jasnoću ovih konceptualnih teorija koje su različite i koje bi mogle biti teške za koegzistiraju“.
