En ny studie viser at den indre kjernen svinger

USC-forskere har funnet bevis på at jordens indre kjerne svinger, og motsier tidligere aksepterte modeller som antydet at den konsekvent roterer i en raskere hastighet enn planetens overflate.

Studien deres, publisert i dag i Vitenskapens fremskritt, viser at den indre kjernen endret retning i seksårsperioden fra 1969–74, ifølge analysen av seismiske data. Forskerne sier at modellen deres for indre kjernebevegelse også forklarer variasjonen i lengden på dagen, som har vist seg å svinge vedvarende de siste tiårene.

“Fra funnene våre kan vi se jordens overflate skifter sammenlignet med dens indre kjerne, som folk har hevdet i 20 år,” sa John E. Vidale, medforfatter av studien og dekans professor i geovitenskap ved USC Dornsife College of Bokstaver, kunst og vitenskap. «Våre siste observasjoner viser imidlertid at den indre kjernen snurret litt saktere fra 1969–71 og deretter beveget seg den andre retningen fra 1971–74. Vi legger også merke til at lengden på dagen vokste og krympet som man ville spå.

“Tilfeldighetene av disse to observasjonene gjør oscillasjon til den sannsynlige tolkningen.”

Analyse av atomprøver fastslår rotasjonshastighet og retning

Vår forståelse av den indre kjernen har utvidet seg dramatisk de siste 30 årene. Den indre kjernen – en varm, tett ball av solid jern på størrelse med Pluto – har vist seg å bevege seg og/eller endre seg over flere tiår. Det er også umulig å observere direkte, noe som betyr at forskere sliter gjennom indirekte målinger for å forklare mønsteret, hastigheten og årsaken til bevegelsen og endringene.

Forskning publisert i 1996 var den første som foreslo at den indre kjernen roterer raskere enn resten av planeten – også kjent som superrotasjon – med omtrent 1 grad per år. Påfølgende funn fra Vidale forsterket ideen om at den indre kjernen superroterer, om enn i en langsommere hastighet.

Ved å bruke data fra Large Aperture Seismic Array (LASA), et US Air Force-anlegg i Montana, fant forskeren Wei Wang og Vidale at den indre kjernen roterte langsommere enn tidligere spådd, omtrent 0,1 grader per år. Studien analyserte bølger generert fra sovjetiske underjordiske kjernefysiske bombetester fra 1971–74 i den arktiske øygruppen Novaya Zemlya ved å bruke en ny stråleformingsteknikk utviklet av Vidale.

De nye funnene dukket opp da Wang og Vidale brukte samme metodikk på et par tidligere atomprøver under Amchitka Island på spissen av Alaskas skjærgård – Milrow i 1969 og Cannikin i 1971. Måling av kompresjonsbølgene som følge av atomeksplosjoneroppdaget de at den indre kjernen hadde snudd retning og roterte minst en tiendedel av en grad per år.

Denne siste studien markerte første gang den velkjente seksårige oscillasjonen ble indikert gjennom direkte seismologisk observasjon.

“Ideen om at den indre kjernen svinger var en modell som var der ute, men samfunnet har blitt delt på om det var levedyktig,” sier Vidale. “Vi gikk inn i dette og forventet å se den samme rotasjonsretningen og -hastigheten i de tidligere atomprøvene, men i stedet så vi det motsatte. Vi ble ganske overrasket over å finne at den beveget seg i den andre retningen.”

Fremtidig forskning for å grave dypere inn i hvorfor indre kjerne ble dannet

Vidale og Wang bemerket begge at fremtidig forskning vil avhenge av å finne tilstrekkelig presise observasjoner til å sammenligne med disse resultatene. Ved å bruke seismologiske data fra atomprøver i tidligere studier, har de vært i stand til å finne den nøyaktige plasseringen og tidspunktet for den svært enkle seismiske hendelsen, sier Wang. Imidlertid stengte Montana LASA i 1978 og æraen med amerikanske underjordiske atomprøver er over, noe som betyr at forskerne må stole på relativt upresise jordskjelvdata, selv med nyere fremskritt innen instrumentering.

Studien støtter spekulasjonene om at den indre kjernen svinger basert på variasjoner i lengden på dagen – pluss eller minus 0,2 sekunder over seks år – og geomagnetiske felt, som begge samsvarer med teorien i både amplitude og fase. Vidale sier at funnene gir en overbevisende teori for mange spørsmål som stilles av forskningsmiljøet.

“Den indre kjernen er ikke fikset – den beveger seg under føttene våre, og den ser ut til å gå frem og tilbake et par kilometer hvert sjette år,” sa Vidale. “Et av spørsmålene vi prøvde å svare på er, beveger den indre kjerne seg gradvis eller er den stort sett låst sammenlignet med alt annet på lang sikt? Vi prøver å forstå hvordan indre kjerne dannet og hvordan den beveger seg over tid – dette er et viktig skritt for å bedre forstå denne prosessen.”

---

---