Mokslininkai teoretikuoja, kad Žemės viduje sąlygos yra ypač karštos ir patiria didelį slėgį. Tai leidžia geležies ir nikelio šerdį padalyti iš kietos vidinės ir skystos išorinės srities. Manoma, kad šios branduolio dinamika lemia mūsų planetos apsauginę magnetosferą, todėl mokslininkai yra pasiryžę pagerinti savo supratimą apie ją.
Dėl naujų tyrimų, kuriuos atliko tarptautinė mokslininkų komanda, paaiškėjo, kad pagrindinis regionas taip pat gauna nemažą dalį „sniego“! Kitaip tariant, jų tyrimai parodė, kad išoriniame šerdyje mažos geležies dalelės sukietėja ir nukrenta, formuodamos polius, kurių storis yra iki 320 km (200 mylių). Šie atradimai galėtų žymiai pagerinti mūsų supratimą apie jėgas, veikiančias visą planetą.
Tyrimą atliko Teksaso universiteto Ostino Džeksono geomokslų mokyklos tyrėjų komanda, kuriai vadovavo prof. Youjunas Zhang iš Sičuano universiteto atominės ir molekulinės fizikos instituto. Tyrimas, apibūdinantis jų tyrimą, buvo paskelbtas 23-ojo gruodžio 23 d. Numeryje Geofizinių tyrimų (JGR) žurnalas „Kieta žemė“.
Tyrinėti žemės gelmes nėra lengva, nes į žemę skverbiantis radaras negali nustatyti, kad visiškai neįmanoma atlikti gilių ir tiesioginių mėginių ėmimo. Dėl šios priežasties tyrėjai yra priversti tirti Žemės vidų per seismologijos mokslą - ty tirti garso bangas, kurias sukuria geologinė veikla ir kurios reguliariai praeina per planetą.
Išmatuodami ir analizuodami šias bangas, geologijos tyrinėtojai gali geriau suprasti interjero struktūrą ir kompoziciją. Pastaraisiais metais jie pastebėjo seisminių duomenų ir dabartinių Žemės branduolio modelių neatitikimą. Iš esmės išmatuotos bangos judėtų lėčiau, nei tikėtasi, eidamos pro išorinės šerdies pagrindą, ir greičiau, kai judėtų per vidinį šerdies rytinį pusrutulį.
Norėdami išspręsti šią paslaptį, profesorius Zhang ir jo kolegos pasiūlė, kad išorinėje šerdyje gali kristalizuotis geležies dalelės, sukuriant „snieguotą“ vidinę šerdį. Teoriją, kad srutos sluoksnis egzistuoja tarp vidinio ir išorinio šerdies, pirmą kartą pasiūlė S. I. Braginskii 1963 m., Tačiau ji buvo atmesta dėl vyraujančių žinių apie šerdies šilumos ir slėgio sąlygas.
Tačiau, naudodamas keletą eksperimentų, atliktų su į šerdį panašiomis medžiagomis, ir naujausius mokslinius tyrimus, profesorius Zhang ir jo komanda sugebėjo parodyti, kad kristalizacija išorinėje šerdyje yra įmanoma. Be to, jie nustatė, kad apie 15% apatinės išorinės šerdies dalies gali būti pagaminta iš geležies turinčių kristalų, kurie ilgainiui kris ir nusės ant kietos vidinės šerdies.
„Tai yra kažkoks keistas dalykas, apie kurį reikia galvoti“, - teigė Nikas Dygertas, Tenesio universiteto docentas, padėjęs atlikti tyrimus kaip podoktorantūros stipendijos su JSG dalis. „Jūs turite kristalus, esančius išorinėje šerdyje, sningantį ant vidinės šerdies kelių šimtų kilometrų atstumu“.
Kaip paaiškino prof. Jung-Fu Lin (kitas tyrimo bendraautorius), tai yra panašu į tai, kaip ugnikalnių viduje susidaro uolienos. „Žemės metalinė šerdis veikia kaip magmos kamera, kurią geriau žinome plutos srityje“, - sakė jis. Komanda net palygino proceso skrybėlę, todėl išoriniame Žemės šerdyje susidaro geležies dalelių krūvos tam, kas vyksta magmos kamerose arčiau Žemės paviršiaus.
Kai mineralų tankinimas sukuria vadinamąją „kaupiamąją uolieną“ magmos kamerose, geležies dalelių tankinimas giliai Žemės viduje prisideda prie vidinės šerdies augimo ir išorinio šerdies susitraukimo. Šių dalelių kaupimasis ties išorine šerdimi būtų susijęs su seisminėmis aberacijomis, nes greičio kitimą paaiškintų skirtingi rytinio ir vakarinio pusrutulių storiai.
Atsižvelgiant į šerdies įtaką visame pasaulyje vykstantiems reiškiniams, tokiems kaip aukščiau paminėta magnetosfera ir tektoninį aktyvumą skatinantis kaitinimas, norint sužinoti daugiau apie šių didesnių procesų supratimą, būtina daugiau sužinoti apie jo sudėtį ir elgseną. Šiuo atžvilgiu profesoriaus Zhang ir jo kolegų atliktas tyrimas galėtų padėti išspręsti seniai kylančius klausimus apie Žemės interjerą ir jo būklę.
Kaip teigė Bruce'as Buffetas, UC Berkley geos mokslų profesorius, tiriantis planetų interjerus (ir tyrime nedalyvavęs):
„Modelio prognozių susiejimas su anomaliais stebėjimais leidžia daryti išvadas apie galimas skysčio šerdies kompozicijas ir galbūt susieti šią informaciją su sąlygomis, kurios vyravo tuo metu, kai formavosi planeta. Pradinė sąlyga yra svarbus veiksnys, kad Žemė taptų mūsų pažįstama planeta. “
Atsižvelgiant į tai, kaip manoma, kad Žemės magnetosfera ir jos tektoninis aktyvumas suvaidino gyvybiškai svarbų vaidmenį gyvybės atsiradime ir evoliucijoje, mūsų planetos interjero dinamikos supratimas taip pat galėtų padėti medžioti potencialiai gyvenamas egzoplanetas - jau nekalbant apie papildomas sausumos gyvenimas!
Tyrimą finansavo Kinijos nacionalinis gamtos mokslų fondas, Centrinių universitetų pagrindinių tyrimų fondai, Džeksono geomokslų mokykla, Nacionalinis mokslo fondas ir Sloano fondas.
