Znaczące odkrycie w świecie geofizyki. Jądro Ziemi przestało się obracać. Co to oznacza?

Jest pewna tajemnica, ukryta głęboko pod powierzchnią Ziemi. Jest tak daleko w dole, że nie możemy jej zobaczyć. Ale jest tam, a u jej podstaw leży tajemnica, która od lat wymyka się nauce.

Wewnętrzne jądro Ziemi – czyli najbardziej wewnętrzna część planety – spowalnia tempo swojego obrotu. Ale czy może zmienić kierunek obrotu?

Jak zbudowane jest jądro?

Na co dzień chodzimy po twardej skorupie, ale wewnątrz naszej planety znajdują się również warstwy płynne. Płaszcz Ziemi składa się z płynnych skał, czyli magmy. Pod nim leży dwuczęściowe jądro, którego istnienie zostało potwierdzone w 1936 roku.

Z jądra Ziemi wycieka niezwykle rzadki i niezwykle cenny pierwiastek – hel-3.

Zewnętrzne jądro ma grubość około 2 tys. kilometrów. Jest to bardzo gorący ocean żelaza i niklu. Z drugiej strony, w centrum globu kryje się twarde jądro wewnętrzne, najprawdopodobniej złożone głównie z żelaza. A jądro zewnętrzne ściśle oddziela je od reszty globu.

Nasza wiedza o wewnętrznym jądrze jest stosunkowo nowa. Dopiero w 1996 roku pojawiły się dowody sugerujące, że obraca się ono względem płaszcza Ziemi. Wykazali to geofizyk Xiaodong Song i sejsmolog Paul Richards.

Naukowcy przejrzeli zapisy fal sejsmicznych z trzech dekad trzęsień ziemi pochodzących z jednego regionu. Zostały one zarejestrowane w różnych miejscach na Ziemi, oddalonych od siebie o tysiące kilometrów. Różnice w czasie zarejestrowanych zapisów pozwoliły im stwierdzić, że wewnętrzne jądro kręci się szybciej niż płaszcz Ziemi.

Nie wszyscy zgodzili się z tą teorią. Podnoszono na przykład, że na czas rejestracji trzęsień ziemi wpływ mogły mieć fizyczne zmiany na powierzchni jądra wewnętrznego. Rok temu zaś wykazano, że między 1969 a 1971 r. wewnętrzne jądro obracało się wolniej od płaszcza.

Czy jądro się zatrzyma?

Xiaodong Song kontynuował swoje badania. Porównał dane historyczne, które doprowadziły go do przełomu w 1996 roku, z nowszymi danymi z lat 1995-2021, a wnioski zawarł w artykule opublikowanym właśnie w czasopiśmie naukowym Nature Geoscience.

Wnioski okazały się zaskakujące. Do 2009 roku wewnętrzne jądro Ziemi kręciło się szybciej niż warstwy znajdujące się nad nim. Czternaście lat temu nastąpiła jednak zmiana. Rotacja wewnętrznego jądra zwolniła. Song i Yi Yang, współautor pracy, twierdzą, że nie jest to tylko lokalna zmiana odnosząca się do pewnych części na powierzchni wewnętrznego jądra, ale do całości.

Badanie wywołało sensację w mediach. Zdaniem komentatorów – niesłusznie – Badanie to nie dowodzi, że wewnętrzne jądro przestało się obracać lub zaczęłoby się obracać w innym kierunku (tj. ze wschodu na zachód). Według środowiska naukowego takie spontaniczne odwrócenie kierunku jest niemożliwe z punktu widzenia praw fizyki i miałoby dość spektakularne konsekwencje dla pola magnetycznego generowanego w ciekłym jądrze, co zostałoby zaobserwowane. Jednak nic takiego się nie wydarzyło. Autorzy wykazują korelację między okresem tej oscylacji a wielodekadową zmiennością długości dnia i wskazują na możliwość związku między tymi dwoma zjawiskami – mówi prof. dr hab. Jolanta Nastula, z-ca dyrektora ds. naukowych Centrum Badań Kosmicznych PAN.