Djupt under våra fötter genomgår jordens inre kärna förändringar som trotsar traditionell vetenskaplig förståelse. En studie publicerad den 10:e februari i tidskriften Nature avslöjar att den inre kärnan – en fast boll av järn och nickel – inte bara saktar ner sin rotation utan också upplever formförändringar på sin yta. Genom att analysera seismiska vågor från jordbävningar har forskare upptäckt bevis på att kärnans yttersta lager är dynamiskt och genomgår subtila förändringar över tid. Dessa fynd, ledda av seismologen John Vidale vid University of Southern California Dornsife, utmanar långvariga antaganden om kärnans stabilitet och ger nya insikter i de krafter som formar planetens djupaste inre.
I årtionden har forskare debatterat huruvida jordens inre kärna roterar oberoende av planetens yttre lager. I en studie från 2023, där Vidale var medförfattare, fann forskarna att den inre kärnan hade roterat snabbare än resten av planeten fram till omkring 2010, då den började sakta ner. Nu ligger dess rotation efter jordens övergripande rotation.
Den senaste forskningen bygger vidare på denna upptäckt och avslöjar att kärnans yta inte är statisk utan dynamisk. Genom att analysera seismiska vågor från 168 par av jordbävningar i South Sandwich Islands som registrerats i Amerika, observerade forskarteamet subtila skillnader i vågor som passerade längs kärnans yta. Dessa skillnader tyder på att kärnans topografi förändras, möjligen på grund av den omrörande rörelsen i den smälta yttre kärnan.
”Det mest troliga är att flödet i den yttre kärnan rör om det yttersta lagret av den inre kärnan något och förändrar dess topografi,” berättade Vidale för Live Science. Han uppskattar att dessa förändringar kan innebära rörelser på flera hundra meter till några kilometer, även om de exakta dimensionerna ännu är oklara.
Kärnans mystiska struktur: fast, grötlik eller flytande?
Den inre kärnan, som länge antagits vara en solid järn- och nickelboll, kanske inte är så stel som tidigare trott. Ny forskning, publicerad i Physics of the Earth and Planetary Interiors, tyder på att kärnans fasthet varierar, med fickor av flytande och halvfast ”grötliknande” järn nära ytan.
Geofysikern Rhett Butler vid Hawai’i Institute of Geophysics and Planetology ledde studien, som började med en förbryllande observation: seismiska skjuvvågor, som borde passera genom en fast kärna, blev i vissa områden avböjda. ”När du arbetar med detta måste du få datan att stämma,” sa Butler. Forskarteamet drog slutsatsen att kärnans struktur är mer komplex än en enkel fast sfär, med områden av varierande konsistens.
Jessica Irving, seismolog vid University of Bristol, beskrev resultaten som att de avslöjar ”en helt ny dold värld.” Hon noterade att kärnans komplexitet kan ha betydande konsekvenser för förståelsen av jordens magnetfält, som genereras av den virvlande flytande yttre kärnan men påverkas av den inre kärnans struktur.
Jordens magnetfält och planetens historia
Den inre kärnans beteende är mer än en akademisk nyfikenhet – det spelar en avgörande roll för jordens magnetfält, som skyddar planeten från skadlig solstrålning. Den inre kärnans stelning driver värmeflödet i den yttre kärnan, vilket skapar dynamo-effekten som genererar magnetfältet.
Bruce Buffett, geovetare vid University of California, Berkeley, betonade vikten av att förstå kärnans dynamik. ”Förhoppningen är att vi genom att studera den inre kärnans textur, struktur och dynamik kan lära oss något om de djupaste delarna av planetens historia,” sa han till Live Science.
De nya resultaten överensstämmer också med andra geofysiska observationer, såsom förändringar i dygnslängden och magnetfältet, vilket tyder på en mångårig oscillerande rörelse i kärnans rotation. Detta cykliska mönster, med vändpunkter i början av 1970-talet och runt 2010, antyder dynamiska interaktioner mellan jordens olika lager.
En resa till jordens mitt
Jordens inre kärna förblir en av planetens mest gåtfulla delar – en värld av enormt tryck och hetta som är omöjlig att utforska direkt. Ändå lyckas forskare, genom ekon från jordbävningar, steg för steg skapa en bild av en dynamisk och ständigt föränderlig värld.
När Vidale och hans kollegor fortsätter att utforska kärnans hemligheter, avslöjar de överraskningar som utmanar vår förståelse av jordens inre. Från dess avtagande rotation till dess formföränderliga yta visar den inre kärnan sig vara långt mer komplex än en enkel fast sfär.
Som Jessica Irving uttrycker det:
”Vi håller på att upptäcka en helt ny dold värld.”
Och när denna dolda värld avslöjas, lovar den att fördjupa vår förståelse av de krafter som formar vår planet – och kanske till och med vår plats i kosmos.
