zemlja
© Marine Lasbleis
Novi model seizmologa UC Berkeley sugerira da unutarnja jezgra Zemlje raste brže na istočnoj strani (lijevo) nego na zapadu. Gravitacija izjednačava asimetrični rast potiskivanjem kristala željeza prema sjevernom i južnom polu (strelice). To nastoji poravnati dugu os kristala željeza duž osi rotacije planeta (isprekidana linija), objašnjavajući različita vremena putovanja seizmičkih valova kroz unutarnju jezgru.
U središtu našeg planeta pojavio se misterij. Znanstvenici ga mogu detektirati jedino putem analize seizmičkih valova koji prolaze kroz njegovu čvrstu željeznu unutarnju jezgru. Iz nekog se razloga valovi kroz jezgru kreću znatno brže kada putuju između sjevernog i južnog pola nego kada prolaze preko ekvatora.

Stručnjaci već desetljećima znaju za ovu anomaliju, ali nisu mogli objasniti što je točno uzrokuje. Prema najnovijem istraživanju, tijekom kojeg su znanstvenici koristili simulacije rasta jezgre tijekom posljednjih milijardu godina, odgovor bi mogao ležati u postepenom iskrivljenju, odnosno asimetričnom rastu unutrašnje jezgre, pri čemu se na jednoj njenoj strani brže formiraju novi kristali željeza nego na drugoj.

Asimetričan rast

"Strujanje tekućeg željeza u vanjskoj jezgri odvodi toplinu iz unutarnje jezgre, što uzrokuje njeno hlađenje. Dakle, to znači da je vanjska jezgra odnosila više topline s istočne strane (pod Indonezijom) nego sa zapadne (pod Brazilom)", rekao je za Live Science seizmolog Daniel Frost sa sveučilišta Berkeley.

zemljino jezgro
© Daniel Frost
Unutrašnjosti Zemlje pokazuje čvrstu željeznu unutarnju jezgru (crveno) koja polako raste smrzavanjem vanjske jezgre tekućeg željeza (narančasto). Seizmički valovi putuju unutarnjom jezgrom Zemlje brže između sjevernog i južnog pola (plave strelice) nego preko ekvatora (zelena strelica). Istraživači su zaključili da je ta razlika u brzini seizmičkog vala sa smjerom rezultat poželjnog poravnanja kristala - heksagonalno tijesno zbijenih legura željeza i nikla, koje su i same anizotropne - paralelne s zemljinom osom rotacije.
Stručnjaci navode kako ovaj asimetrični rast ne znači da je unutarnja jezgra deformirana ili da može doći do neuravnoteženosti. Polumjer unutarnje jezgre u prosjeku svake godine raste ravnomjerno za oko 1 milimetar. Sila gravitacije ispravlja asimetričan rast kristala na istočnoj strani jezgre potiskujući nove kristale prema zapadu. Tamo se kristali skupljaju u rešetkaste strukture koje se protežu duž osovine sjever-jug. Te kristalne strukture, poredane paralelno sa Zemljinim polovima, seizmičke su autoceste koje omogućuju da seizmički valovi brže putuju u tom smjeru.

No, što je točno uzrok tome?

Što uopće uzrokuje ovu neravnotežu u unutarnjoj jezgri? To je teško reći, a da se ne pogledaju svi ostali slojevi našeg planeta, rekao je Frost.

"Na svaki sloj utječe i ono što se nalazi iznad i ono što se nalazi ispod njega. Unutarnja jezgra polako se hladi i širi iz tekuće vanjske jezgre, poput snježne grude koja se povećava kotrljanjem. Vanjsku jezgru zatim hladi plašt iznad nje. Ako želimo postaviti pitanje zašto unutarnja jezgra brže raste s jedne strane nego druge, moramo se također pitati zašto je jedna strana plašta hladnija od druge", kazao je Frost.

Za to bi pak mogle biti djelomično odgovorne tektonske ploče, smatra Frost. Naime, kada hladne tektonske ploče zaranjaju duboko ispod površine Zemlje tijekom procesa subdukcije (podvlačenje jedne ploče pod drugu) pritom hlade plašt koji se nalazi ispod njih. No, stručnjaci i dalje ne znaju pouzdano može li hlađenje plašta na taj način utjecati na unutarnju jezgru.

Jednako je upitno može li jednostrano hlađenje jezgre utjecati na Zemljino magnetsko polje. Naime, magnetsko polje nastaje zbog strujanja tekućeg željeza u vanjskoj jezgri. na što pak utječe gubitak topline iz unutarnje jezgre. Ako unutarnja jezgra gubi više topline na istočnoj strani, tada će se vanjska jezgra više pomicati prema istoku, rekao je Frost.

"Pitanje je utječe li to na snagu magnetskog polja", dodaje seizmolog.

Istraživanje naziva Dynamic history of the inner core constrained by seismic anisotropy objavljeno je u časopisu Nature Geoscience.