Forskere finder jernsne i Jordens kerne

Jordens indre kerne er varm, under enormt pres og snedækket, ifølge ny forskning, der kunne hjælpe forskere med bedre at forstå kræfter, der påvirker hele planeten.

Sneen er lavet af små jernpartikler - meget tungere end noget snefnug på Jordens overflade - der falder fra den smeltede ydre kerne og bunker oven på den indre kerne, skaber bunker op til 200 miles tykke, der dækker den indre kerne.

Billedet kan lyde som et fremmed vinterunderland. Men forskerne, der ledede forskningen, sagde, at det ligner, hvordan sten dannes inde i vulkaner.

"Jordens metalliske kerne fungerer som et magmakammer, som vi kender bedre til i skorpen, "sagde Jung-Fu Lin, en professor ved Jackson School of Geosciences ved University of Texas i Austin og medforfatter af undersøgelsen.

Undersøgelsen er tilgængelig online og vil blive offentliggjort i den trykte udgave af tidsskriftet JGR Solid Earth den 23. december.

Youjun Zhang, lektor ved Sichuan University i Kina, ledet undersøgelsen. De andre medforfattere omfatter Jackson School-kandidatstuderende Peter Nelson; og Nick Dygert, en adjunkt ved University of Tennessee, der udførte forskningen under et postdoktorstipendium ved Jackson School.

Jordens kerne kan ikke samples, så forskere studerer det ved at registrere og analysere signaler fra seismiske bølger (en form for energibølge), når de passerer gennem Jorden.

Imidlertid, aberrationer mellem nylige seismiske bølgedata og de værdier, der kunne forventes baseret på den nuværende model af Jordens kerne, har rejst spørgsmål. Bølgerne bevæger sig langsommere end forventet, da de passerede gennem bunden af ​​den ydre kerne, og de bevæger sig hurtigere end forventet, når de bevæger sig gennem den østlige halvkugle af den øverste indre kerne.

Undersøgelsen foreslår jernens snedækkede kerne som en forklaring på disse afvigelser. Videnskabsmanden S.I. Braginkskii foreslog i begyndelsen af ​​1960'erne, at der findes et gyllelag mellem den indre og ydre kerne, men fremherskende viden om varme- og trykforhold i kernemiljøet ophævede denne teori. Imidlertid, nye data fra forsøg med kernelignende materialer udført af Zhang og hentet fra nyere videnskabelig litteratur fandt ud af, at krystallisering var mulig, og at omkring 15% af den nederste ydre kerne kunne være fremstillet af jernbaserede krystaller, der til sidst falder ned af den flydende ydre kerne og sætter sig oven på den solide indre kerne.

"Det er en mærkelig ting at tænke på, "Sagde Dygert." Du har krystaller i den ydre kerne, der sner ned på den indre kerne over en afstand på flere hundrede kilometer. "

Forskerne peger på den akkumulerede snepakke som årsag til de seismiske aberrationer. Den gyllelignende sammensætning bremser de seismiske bølger. Variationen i snebunke størrelse - tyndere på den østlige halvkugle og tykkere i den vestlige - forklarer ændringen i hastighed.

"Den indre kernegrænse er ikke en enkel og glat overflade, som kan påvirke den termiske ledning og konvektionerne af kernen, "Sagde Zhang.

Papiret sammenligner sneen af ​​jernpartikler med en proces, der sker inde i magmakamre tættere på jordens overflade, hvilket indebærer, at mineraler krystalliserer ud af smelten og gløder sammen. I magmakamre, komprimering af mineraler skaber det, der kaldes "kumuleret sten". I Jordens kerne, jernets komprimering bidrager til væksten af ​​den indre kerne og krympning af den ydre kerne.

Og i betragtning af kernens indflydelse på fænomener, der påvirker hele planeten, fra at generere sit magnetfelt til at udstråle den varme, der driver bevægelsen af ​​tektoniske plader, At forstå mere om dets sammensætning og adfærd kan hjælpe med at forstå, hvordan disse større processer fungerer.

Bruce Buffet, en professor i geovidenskab ved University of California, Berkley, der studerer planetinteriør, og som ikke var involveret i undersøgelsen, sagde, at forskningen konfronterer mangeårige spørgsmål om Jordens indre og kan endda hjælpe med at afsløre mere om, hvordan Jordens kerne blev til.

"Ved at forholde modelforudsigelserne til de unormale observationer kan vi drage slutninger om de mulige sammensætninger af den flydende kerne og måske forbinde disse oplysninger med de forhold, der herskede på det tidspunkt, hvor planeten blev dannet, "sagde han." Startbetingelsen er en vigtig faktor for, at Jorden bliver den planet, vi kender. "