Dešimtmečius manyta, kad Žemės sandara gana aiški: pluta, mantija, skystas išorinis branduolys ir kietas vidinis branduolys. Tačiau nauja analizė rodo, kad išorinis branduolys gali būti sudėtingesnis, nei iki šiol įsivaizduota, o jo viduje vyksta dinamiški pokyčiai.
Naujausią įžvalgą mokslininkams suteikė netikėtas duomenų šaltinis – požeminiai branduoliniai bandymai, vykdyti XX amžiaus pabaigoje. Tokie sprogimai sukuria galingas seismines bangas, kurios, keliaudamos per Žemės gelmes, leidžia itin tiksliai matuoti, kaip skirtingos medžiagos jas praleidžia ar atspindi.
Kas pasikeitė per kelis metus
Geofizikė Ying Zhou iš Virginia Tech išnagrinėjo seisminių bangų įrašus, susijusius su požeminiais bandymais Mururoa atole Prancūzijos Polinezijoje, vykusiais 1977–1995 metais. Bangas fiksavo seisminė stotis Kazachstane, todėl buvo galima palyginti pakartotinius, panašaus maršruto signalus.
Rezultatai parodė, kad bangų kelionės laikas per išorinį branduolį skirtingais metais kito: kai kuriais laikotarpiais jos atkeliaudavo maždaug 0,1 sekundės greičiau, vėliau – iki 0,2 sekundės lėčiau. Nors pokytis atrodo menkas, bangoms, įveikiančioms tūkstančius kilometrų, tokie skirtumai laikomi reikšmingais ir rodo kintančias sąlygas skystame metalo sluoksnyje.
Naujas signalas ir užuomina apie „gumulus“
Tyrime taip pat aprašytas anksčiau aiškiai neišskirtas seisminių bangų tipas, pavadintas PKrKP. Skirtingai nei geriau žinomi signalai, atspindintys nuo vidinio branduolio ribos, šis signalas, pagal interpretaciją, atspindi išorinio branduolio viduje, todėl padeda tiksliau „atskirti“ pokyčius būtent šiame sluoksnyje.
Pagal skaičiavimus, stebimus kelionės laiko nukrypimus galėtų paaiškinti didelio masto anomalija, kurios plotis viršytų 700 kilometrų, o storis siektų apie 100 kilometrų. Tyrėja kelia hipotezę, kad tai gali būti skystame išoriniame branduolyje pakibusi kietesnė medžiaga, kuri juda ir keičia bangų sklidimo sąlygas.
Kodėl tai svarbu magnetiniam laukui
Išorinis branduolys laikomas pagrindiniu Žemės magnetinio lauko „varikliu“: geležies ir nikelio turtingo skysčio judėjimas generuoja vadinamąjį geodinamo efektą. Jei išoriniame branduolyje iš tiesų yra didelių, laike kintančių nevienalytiškumo zonų, tai gali turėti įtakos, kaip formuojasi ir kinta magnetinis laukas.
Mokslininkai pabrėžia, kad ankstesniuose bandymuose aptikti trumpesnio laikotarpio pokyčius dažnai trukdė neapibrėžtumas dėl žemės drebėjimų kilmės vietos ir skirtingų jų „trajektorijų“ per planetą. Šiuo atveju pakartotiniai bandymai panašioje vietoje suteikė gerokai labiau kontroliuojamą signalų rinkinį, leidžiantį tiksliau ieškoti pokyčių per palyginti trumpą laiką.
Nors branduoliniai bandymai paliko sunkų ekologinį ir socialinį pėdsaką, jų sukurti seisminiai įrašai šiandien tapo reta galimybe mokslininkams „pasiklausyti“ giliausių Žemės procesų. Tyrimo išvados dar bus tikrinamos ir lyginamos su kitais seisminių stebėjimų duomenimis, tačiau jos stiprina nuomonę, kad išorinis branduolys nėra vienalytis skysto metalo sluoksnis.
