Forskere teoretiserer, at forholdene i Jordens indre er ekstremt varme og ekstremt under tryk. Det er dette, der tillader, at den primært jern- og nikkelkerne opdeles mellem et fast indre område og et flydende ydre område. Det antages, at dynamikken i denne kerne er ansvarlig for at drive vores planetes beskyttende magnetosfære, hvorfor forskere er fast besluttet på at forbedre deres forståelse af den.
Takket være ny forskning foretaget af et internationalt team af forskere ser det ud til, at kerneområdet også får sin retfærdige andel af ”sne”! For at sige det på en anden måde, deres forskning viste, at inden for den ydre kerne stivner små partikler af jern og falder for at danne bunker op til 320 km (200 mi) tykke oven på den ydre kerne. Disse fund kunne i vid udstrækning forbedre vores forståelse af de kræfter, der påvirker hele planeten.
Forskningen blev udført af et team af forskere fra Jackson School of Geosciences på University of Texas i Austin, som blev ledet af prof. Youjun Zhang fra Sichuan University's Institute of Atomic and Molecular Physics. Undersøgelsen, der beskriver deres forskning, blev offentliggjort i den 23. december. Udgave af Journal of Geophysical Research (JGR) Solid Earth.
At studere dybden af Jorden er ingen let opgave, da jorden-penetrerende radar ikke kan muligvis undersøge, at dyb og direkte prøveudtagning er absolut umulig. Som et resultat er forskere tvunget til at studere Jordens indre gennem videnskaben om seismologi - dvs. studiet af lydbølger, der genereres af geologisk aktivitet og passerer jævnligt gennem planeten.
Ved at måle og analysere disse bølger er geologiske videnskabsmænd i stand til at få et bedre billede af interiørets struktur og sammensætning. I de senere år har de bemærket en uoverensstemmelse mellem de seismiske data og de nuværende modeller af Jordens kerne. I det væsentlige ville de målte bølger bevæge sig langsommere end forventet, når de passerer gennem basen af den ydre kerne og hurtigere, når de bevæger sig gennem den indre kerne af den østlige halvkugle.
For at løse dette mysterium foreslog prof. Zhang og hans kolleger, at krystallisering af jernpartikler kunne forekomme i den ydre kerne, hvilket skabte en "snedækket" indre kerne. Teorien om, at der findes et opslæmningslag mellem den indre og den ydre kerne, blev først foreslået af S.I. Braginskii i 1963, men blev afvist på grund af den herskende viden om varme- og trykforhold i kernen.
Imidlertid kunne prof. Zhang og hans team ved hjælp af en række eksperimenter udført på kernelignende materialer og nyere videnskabelige studier vise, at krystallisering i den ydre kerne faktisk er mulig. Desuden fandt de, at omkring 15% af den nederste del af den ydre kerne kunne være lavet af jernbaserede krystaller, der til sidst vil falde og sætte sig oven på den faste indre kerne.
”Det er lidt af en bisarr ting at tænke på,” sagde Nick Dygert, en lektor ved University of Tenessee, der hjalp med at udføre forskningen som en del af et postdoktoralt stipendium med JSG. "Du har krystaller inden for den ydre kerne, der sner ned på den indre kerne over en afstand på flere hundrede kilometer."
Som prof. Jung-Fu Lin (en anden medforfatter for undersøgelsen) forklarede, svarer dette til, hvordan der dannes klipper inde i vulkaner. ”Jordens metalliske kerne fungerer som et magakammer, som vi kender bedre til i skorpen,” sagde han. Holdet sammenlignede endda proceshatten med at der dannes bunker med jernpartikler på jordens ydre kerne til hvad der sker inden i magma-kamre tættere på Jordens overflade.
Mens komprimering af mineraler skaber det, der er kendt som "kumuleret sten" i magakamre, bidrager kompakteringen af jernpartikler dybt inde i Jordens indre til væksten af den indre kerne og krympning af den ydre kerne. Akkumulering af disse partikler mod den ydre kerne ville tage højde for de seismiske afvigelser, da en variation i tykkelse mellem de østlige og vestlige halvkugler ville forklare ændringen i hastighed.
I betragtning af kernens indflydelse på hele planetens fænomener - som den førnævnte magnetosfære og opvarmningen, der driver tektonisk aktivitet - er det vigtigt at lære mere om dens sammensætning og opførsel for at forbedre vores forståelse af, hvordan disse større processer fungerer. I denne henseende kunne den forskning, der er foretaget af prof. Zhang og hans kolleger, hjælpe med at løse mangeårige spørgsmål om Jordens indre og hvordan det blev.
Som Bruce Buffet, en geovidenskabsprofessor ved UC Berkley, der studerer planetarisk interiør (og ikke var involveret i undersøgelsen) udtrykte det:
”Ved at forudsige modelforudsigelser til de anomale observationer giver vi os mulighed for at drage konklusioner om de flydende kernes mulige sammensætninger og måske forbinde denne information til de forhold, der hersket på det tidspunkt, planeten blev dannet. Startbetingelsen er en vigtig faktor for, at Jorden bliver den planet, vi kender. ”
I betragtning af den måde, som Jordens magnetosfære og dens tektoniske aktivitet antages at have spillet en vigtig rolle i livets fremkomst og udvikling, kunne forståelsen af dynamikken i vores planetens indre også hjælpe med til at jage efter potentielt beboelige exoplaneter - for ikke at nævne ekstra- terrestrisk liv!
Forskningen blev finansieret af National Natural Science Foundation of China, Fundamental Research Funds for the Central Universities, Jackson School of Geosciences, National Science Foundation og Sloan Foundation.
