Noi cercetări confirmă că rotaţia nucleului interior al Pământului a încetinit, ca parte a unui model care durează zeci de ani. Modul în care această încetinire ar putea afecta planeta noastră rămâne însă o întrebare deschisă, scrie CNN, potrivit News.ro.
În adâncul Pământului se află o minge metalică solidă care se roteşte independent de rotaţiile planetei noastre, ca o sferă care se învârteşte în interiorul unei alte sfere mai mari. Este un fenomen care rămâne învăluit în mister.
Acest miez interior a intrigat cercetătorii de la descoperirea sa de către seismologul danez Inge Lehmann în 1936, iar modul în care se mişcă - viteza şi direcţia de rotaţie - a fost în centrul unei dezbateri de zeci de ani. Un număr tot mai mare de dovezi sugerează că rotaţia nucleului s-a schimbat dramatic în ultimii ani, însă oamenii de ştiinţă rămân divizaţi cu privire la ceea ce se întâmplă exact şi ce înseamnă aceasta.
Controverse între cercetători
O parte a problemei constă în faptul că interiorul Pământului este imposibil de observat sau de eşantionat direct. Seismologii au obţinut informaţii despre mişcarea nucleului interior examinând modul în care se comportă undele provenite de la cutremurele mari ce lovesc această zonă. Variaţiile dintre undele de intensitate similară care au trecut prin nucleu în momente diferite au permis oamenilor de ştiinţă să măsoare schimbările de poziţie ale nucleului interior şi să calculeze rotaţia acestuia.
„Rotaţia diferenţială a nucleului interior a fost propusă ca fenomen în anii '70 şi '80, dar abia în anii '90 au fost publicate dovezi seismologice”, a declarat dr. Lauren Waszek, lector superior de ştiinţe fizice la Universitatea James Cook din Australia.
Însă cercetătorii sunt în dezacord cu privire la modul de interpretare a acestor constatări, „în primul rând din cauza provocării de a face observaţii detaliate ale miezului interior, din cauza îndepărtării acestuia şi a datelor limitate disponibile”, spune Waszek. Ca urmare, „studiile (...) nu sunt în acord cu privire la rata de rotaţie şi, de asemenea, la direcţia acesteia în raport cu mantaua”, a adăugat ea. Unele analize emit chiar ipoteza că miezul nu se roteşte deloc.
Un ciclu de 70 de ani
Un model promiţător propus în 2023 descrie un nucleu interior care, în trecut, se rotea mai repede decât Pământul însuşi, dar care acum se roteşte mai încet. Pentru o vreme, au spus cercetătorii, rotaţia miezului a concis cu cea a Pământului. Apoi a încetinit şi mai mult, până când miezul s-a deplasat invers faţă de straturile de fluid din jurul său.
La momentul respectiv, unii experţi au avertizat că sunt necesare mai multe date pentru a susţine această concluzie, iar acum o altă echipă de oameni de ştiinţă a furnizat noi dovezi convingătoare pentru această ipoteză privind viteza de rotaţie a nucleului interior. Cercetarea publicată la 12 iunie în revista Nature nu numai că a confirmat încetinirea vitezei nucleului, dar susţine propunerea din 2023 conform căreia această decelerare a nucleului face parte dintr-un model de succesiuni de încetinire şi accelerare ce se desfăşoară pe parcursul a mai multor dececenii.
Noile descoperiri confirmă că modificările vitezei de rotaţie urmează un ciclu de 70 de ani, a declarat coautorul studiului, dr. John Vidale, profesor decan de ştiinţe ale Pământului la Dornsife College of Letters, Arts and Sciences din cadrul Universităţii California de Sud. „Discutăm despre acest lucru de 20 de ani şi cred că acum este bătut în cuie”, a spus Vidale. „Cred că am pus capăt dezbaterii dacă nucleul interior se mişcă şi care a fost modelul său în ultimele două decenii”, subliniază el.
Dar nu toţi sunt convinşi că problema este rezolvată, iar modul în care o încetinire a nucleului interior ar putea afecta planeta noastră rămâne încă o întrebare deschisă. Unii experţi spun că şi câmpul magnetic al Pământului ar putea fi implicat.
Ce se află în miezul Pământului
Îngropat la aproximativ 5.180 de kilometri adâncime în interiorul Pământului, miezul interior metalic solid este înconjurat de un miez exterior metalic lichid. Miezul interior este alcătuit în principal din fier şi nichel şi se estimează că este la fel de fierbinte ca suprafaţa Soarelui - aproximativ 5.400 grade Celsius.
Câmpul magnetic al Pământului trage de această bilă solidă de metal fierbinte, făcând-o să se rotească. În acelaşi timp, gravitaţia şi fluxul fluid al miezului exterior şi al mantalei acţionează şi ele asupra miezului. Pe parcursul mai multor decenii, compunerea acestor forţe determină variaţii ale vitezei de rotaţie a miezului, explică Vidale.
Mişcarea fluidului bogat în metale din miezul exterior generează curenţi electrici care alimentează câmpul magnetic al Pământului, câmp ce protejează planeta de radiaţiile solare mortale.
Deşi influenţa directă a miezului interior asupra câmpului magnetic este necunoscută, oamenii de ştiinţă au spus anterior, în 2023, că un miez cu o rotaţie mai lentă ar putea să afecteze şi, de asemenea, să scurteze cu o fracţiune durata unei zile.
Cum „au văzut” oamenii de știință ce se află în interiorul Pământului
Atunci când oamenii de ştiinţă încearcă să „vadă” întreaga planetă, ei urmăresc, în general, două tipuri de unde seismice: undele de presiune, sau undele P, şi undele de forfecare, sau undele S. Undele P trec prin toate tipurile de materie; undele S trec doar prin solide sau lichide extrem de vâscoase, conform US Geological Survey.
Seismologii au observat în anii 1880 că undele S generate de cutremure nu treceau prin tot Pământul, astfel că au ajuns la concluzia că miezul Pământului era topit. Dar unele unde P, după ce treceau prin miezul Pământului, apăreau în locuri neaşteptate - o „zonă de umbră”, după cum a numit-o Lehmann - creând anomalii imposibil de explicat.
Lehmann a fost primul care a sugerat că undele P rătăcitoare ar putea interacţiona cu un miez interior solid care se află în interiorul miezului exterior lichid, pe baza datelor de la un cutremur masiv produs în Noua Zeelandă în 1929.
Urmărind undele seismice de la cutremurele care au trecut prin miezul interior al Pământului pe traiectorii similare începând din 1964, autorii studiului din 2023 au descoperit că rotirea a urmat un ciclu de 70 de ani. Până în anii 1970, miezul interior se învârtea puţin mai repede decât planeta. A încetinit în jurul anului 2008, iar din 2008 până în 2023 a început să se mişte uşor în sens invers în raport cu mantaua.
Pentru noul studiu, Vidale şi coautorii săi au observat undele seismice produse de cutremure în aceleaşi locuri, la momente diferite. Ei au găsit 121 de exemple de astfel de cutremure produse între 1991 şi 2023 în Insulele Sandwich de Sud, un arhipelag de insule vulcanice din Oceanul Atlantic, la est de extremitatea sudică a Americii de Sud. Cercetătorii au analizat, de asemenea, undele de şoc care au penetrat miezul de la testele nucleare sovietice efectuate între 1971 şi 1974.
Nucleul se pregătește să accelereze din nou
Atunci când miezul îşi inversează rotaţia, spune Vidale, acest lucru afectează timpul de sosire al undei. Compararea momentului în care semnalele seismice au atins miezul a evidenţiat schimbări în rotaţia miezului de-a lungul timpului, confirmând ciclul de rotaţie de 70 de ani. Astfel, conform calculelor cercetătorilor, nucleul este pe punctul de a începe să accelereze din nou.
În comparaţie cu alte studii seismografice ale miezului care măsoară cutremurele individuale pe măsură ce trec prin miez - indiferent de momentul în care au loc - utilizarea doar a cutremurelor pereche reduce cantitatea de date utilizabile, „făcând metoda mai dificilă”, spune Waszek. Cu toate acestea, această metodă a permis, de asemenea, oamenilor de ştiinţă să măsoare schimbările în rotaţia miezului cu o mai mare precizie, potrivit lui Vidale. Dacă modelul echipei sale este corect, rotaţia miezului va începe să se accelereze din nou în aproximativ cinci până la 10 ani.
Seismografele au arătat, de asemenea, că, în timpul ciclului său de 70 de ani, rotaţia nucleului încetineşte şi accelerează în ritmuri diferite, „ceea ce va necesita o explicaţie”, recunoaşte Vidale. O posibilitate este ca miezul interior metalic să nu fie atât de solid pe cât se aştepta. Dacă acesta se deformează pe măsură ce se roteşte, acest lucru ar putea afecta simetria vitezei sale de rotaţie, arată cercetătorul.
Calculele echipei sugerează, de asemenea, că miezul are viteze de rotaţie diferite pentru mişcarea înainte şi înapoi.
Dar adâncimea şi inaccesibilitatea nucleului interior înseamnă că incertitudinile rămân, spune.Waszek. „Avem nevoie de mai multe date şi de instrumente interdisciplinare îmbunătăţite pentru a investiga”, spune cercetătoarea.
Efectele fenomenului
Schimbările în rotaţia nucleului - deşi pot fi urmărite şi măsurate - sunt aproape imperceptibile pentru oamenii de la suprafaţa Pământului, subliniază Vidale. Atunci când nucleul se roteşte mai încet, mantaua se accelerează. Această schimbare face ca Pământul să se rotească mai repede, iar durata unei zile se scurtează. Dar astfel de schimbări de rotaţie se traduc în doar miimi de secundă în lungimea zilei, arată cercetătorul. „Efectul în timpul vieţii unei persoane? Nu-mi pot imagina că înseamnă prea mult”, spune el.
Oamenii de ştiinţă studiază nucleul interior pentru a afla cum s-a format interiorul profund al Pământului şi cum se leagă activitatea în toate straturile subterane ale planetei. Zona misterioasă în care miezul exterior lichid învăluie miezul interior solid este deosebit de interesantă, spune Vidale. Fiind un loc în care lichidul şi solidul se întâlnesc, această graniţă este „plină de potenţial de activitate”, la fel ca graniţa dintre miez şi manta şi graniţa dintre manta şi crustă. „Am putea avea vulcani la limita interioară a miezului, de exemplu, unde solidul şi lichidul se întâlnesc şi se mişcă”, opinează el.
Deoarece rotirea miezului interior afectează mişcarea din miezul exterior, se crede că rotaţia miezului interior contribuie la alimentarea câmpului magnetic al Pământului, deşi sunt necesare mai multe cercetări pentru a desluşi rolul său precis. Şi mai sunt încă multe de învăţat despre structura generală a nucleului interior, subliniază Waszek. „Metodologiile noi şi viitoare vor fi esenţiale pentru a răspunde la întrebările actuale despre nucleul interior al Pământului, inclusiv cea a rotaţiei”, conchide ea.
Editor : C.L.B.
