Forskere afslører mysterier om Jordens indre kerne

Forskere fra The Australian National University (ANU) låser op for nogle af hemmelighederne i Jordens indre kerne ved at tilpasse og videreudvikle en teknik, der bruges på hospitaler rundt om i verden.

Tomografi er den billeddannelsesproces, der bruges i røntgenstråler og ultralyd, og involverer bølger, der passerer gennem kroppen, før det hopper af kropsvæv og tilbage til en modtager.

ANU -forsker professor Hrvoje Tkalčić sagde, at det også viste sig at være en nyttig måde for seismologer at "se" inde i Jorden - med et par vigtige forskelle.

"Dette er et af de første forsøg på tomografi af Jordens indre kerne."

"I medicin har de et uendeligt antal kilder og modtagere, de kan placere rundt om kroppen, afhængigt af problemområdet. Jordforskere må stole på naturlige kilder - eller jordskælv - og seismometre, og vi har ikke fuld kontrol over deres placering. "

"En af de vigtigste ting, vi kan måle, er bølgernes rejsetid gennem planeten, fra det tidspunkt et stort jordskælv sker, til det bliver registreret af instrumentet på den anden side af kloden. "

Denne rejsetid, og hvor meget bølgerne dæmper - eller mister energi - kan give afgørende information om det materiale, de passerer igennem, på samme måde kan røntgenstråler opfange unormale strukturer i menneskekroppen.

ANU -teamet brugte en banebrydende metode til at forbedre nøjagtigheden af ​​deres resultater, anvender en kompleks computeralgoritme.

"Vi brugte det, der kaldes en" transdimensionel "algoritme. Det betyder, at dimensionen af ​​vores problem ændrer sig, når vi løser det, eller med andre ord antallet af ukendte i vores problem er i sig selv en ukendt, "Dr. Tanja Pejić sagde.

"Dette er et meget beregningsmæssigt komplekst problem, med individuelle beregninger, der tager uger at løse på RSES's Terrawulf -computerklynge. Svaret er et helt ensemble af løsninger, og gennemsnittet heraf giver os en statistisk mere sandsynlig løsning. "

Undersøgelsen fokuserede på billeddannelse af det øverste lag af Jordens indre kerne, et område af nogle forskere set som en 'sidste grænse' for global seismologi.

"I de sidste årtier har forskere været låst fast i en debat om den indre kernes dannelse, dynamik, og vækst, "Sagde Dr. Pejić.

"Vores papir viser, at den østlige halvkugle er stærkt dæmpende for seismiske bølger, men også at den vestlige halvkugle - i stedet for at være mindre svækkende - yderligere kan opdeles i to regioner. Én region er potentielt endnu mere dæmpende end hele den østlige halvkugle, og den anden region er mindre attenuativ. "

Professor Tkalčić sagde, at disse fund kunne give nyt bevis for forbindelsen mellem den indre kerne og andre dele af jorden.

"Vi kan lære af disse tomografiske billeder noget om dynamikken i hele systemet, hele kernen og dens forbindelse til den nedre kappe og jordens overflade. "

"Selvom dette er et øjebliksbillede af det nuværende syn på Jorden, det kunne hjælpe os med bedre at forstå dannelsesprocessen for den solide indre kerne, og endda planetarisk dannelse generelt. "

"Vi kommer langsomt dertil."

Forskningen er blevet offentliggjort i Journal of Geophysical Research:Solid Earth .