Januar 28, 2023

Kreuznacher Rundschau

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Der innere Kern der Erde scheint seine Rotation zu verlangsamen

Suspension

Mitte der 1990er Jahre fanden Wissenschaftler Beweise dafür Der innere Kern der Erde, eine überhitzte Eisenkugel, etwas kleiner als der Mond, drehte sich in ihrem eigenen Tempo, etwas schneller als der Rest des Planeten. Jetzt eine Studie veröffentlicht in Naturwissenschaften der Erde Es wird vorgeschlagen, dass um 2009 herum Der Kern hat seine Rotation verlangsamt, um sich für eine Weile synchron mit der Oberfläche zu drehen – und hinkt jetzt hinterher.

Die provokativen Ergebnisse stammen aus jahrelanger Forschung und tiefen wissenschaftlichen Kontroversen über den Kern und wie er einige grundlegende Aspekte unseres Planeten beeinflusst, einschließlich der Tageslänge und Schwankungen des Erdmagnetfelds.

Dreitausend Meilen unter der Oberfläche schwimmt eine heiße Kugel aus festem Eisen in einem flüssigen äußeren Kern. Geologen glauben, dass Energie aus dem inneren Kern bewirkt, dass sich die Flüssigkeit im äußeren Kern bewegt und elektrische Ströme erzeugt, die wiederum ein Magnetfeld erzeugen, das den Planeten umgibt. Diese magnetische Abschirmung schützt Organismen an der Oberfläche vor der schädlichsten kosmischen Strahlung.

Keine Panik. Die Verlangsamung des Kerns ist nicht der Anfang vom Ende der Zeit. Das Gleiche scheint in den späten 1960er und frühen 1970er Jahren mit den Studienautoren an der Peking-Universität in China passiert zu sein Sie schlagen vor, dass es einen 70-Jahres-Zyklus der Beschleunigung und Verlangsamung der Rotation des Kerns darstellen könnte.

Aber während andere Experten die Strenge der Analyse lobten, wird die Studie eine heftige wissenschaftliche Debatte darüber intensivieren, was eine wissenschaftliche Debatte ist, nicht was sie ist. Geheimnisvolle Metallkugel Im Mittelpunkt der Erde bis zu.

„Es ist nur umstritten, weil wir es nicht nachweisen können“, sagte John Vidal, ein Geophysiker an der University of Southern California. „Es ist wahrscheinlich gutartig, aber wir wollen keine Dinge haben, die wir im Grunde nicht verstehen.“

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Die neue Studie wurde von Xiaodong Song geleitet, einem Geologen an der Peking-Universität, dessen Arbeit 1996 erstmals zur Einführung von führte Beweis dafür, dass der Kernel sein eigenes Ding gemacht hat. Unter dem Mantel und der Kruste begraben, ist der Kern zu tief, um ihn direkt sichtbar zu machen, aber Wissenschaftler können die von Erdbeben erzeugten seismischen Wellen verwenden, um zu schließen, was im Inneren des Planeten vor sich geht. Seismische Wellen breiten sich je nach Dichte und Temperatur des Gesteins unterschiedlich schnell aus, wirken also wie eine Art Röntgenstrahl zur Erde.

Die Studie untersuchte seismische Wellen, die von den Erdbebengebieten zu Sensoren auf der anderen Seite des Planeten wanderten und dabei den Kern passierten. Durch den Vergleich von Wellen ähnlicher Erdbeben, die im Laufe der Jahre denselben Ort getroffen haben, konnten Wissenschaftler Zeiträume und Störungen in den Wellen suchen und analysieren, die ihnen indirekte Informationen über den Kern gaben – oder wie manche Wissenschaftler es nennen, den Planeten in unserem Planet.

„Der innere Kern ist die tiefste Schicht der Erde, und seine relative Rotation ist eines der interessantesten und herausforderndsten Probleme der Geowissenschaften“, sagte Song in einer E-Mail.

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Das Verhalten des Kerns kann mit subtilen Änderungen der Tageslänge zusammenhängen, obwohl die genauen Details umstritten sind. Die Länge eines Tages ist im Laufe der Jahrhunderte aufgrund anderer Kräfte, einschließlich der Anziehungskraft des Mondes auf die Erde, um Millisekunden gewachsen. Aber supergenaue Atomuhren haben mysteriöse Schwankungen gemessen.

Song und Kollegen argumentieren, dass diese Unterschiede mit Änderungen im Spin des Kerns übereinstimmen könnten. Das neue Papier stellt fest, dass, wenn sie die erwarteten Schwankungen der Tageslänge aufgrund der Gezeitenkräfte des Mondes entfernen, es Veränderungen gibt, die den 70-jährigen Oszillationen in der Rotation des inneren Kerns zu folgen scheinen.

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Paul Richards, Seismologe Das Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University arbeitete mit Song zusammen, um den ersten Beweis dafür zu liefern, dass sich der Kern schneller drehte als der Rest. Universum.

„Die meisten von uns haben angenommen, dass sich der innere Kern mit einer konstanten Geschwindigkeit dreht, die sich geringfügig von der der Erde unterscheidet“, sagte Richards. Die Beweise häufen sich, und dieses Papier zeigt die Beweise [faster] Der Wechsel war vor etwa 2009 stark und stirbt in den Folgejahren im Grunde aus.“

Er warnte jedoch davor, dass die Dinge schnell spekulativ werden, wenn man versucht, die Wirkung von Substanzen auf andere Phänomene zu verstehen. Denn das Verhalten der Substanz selbst bleibt eine umstrittene Frage – mit vereinfachenden Annahmen, die im Laufe der Jahre immer weiter verfeinert wurden.

Zum Beispiel gibt es Beweise, die andere Ideen darüber unterstützen, wie sich der Erdkern verhalten sollte. Vidale von USC hat seismische Wellen untersucht, die von erzeugt werden Nukleare Explosionenund begünstigt eine kürzere sechsjährige Oszillation der Kernumsatzrate.

Lianxing Wen, ein Seismologe an der Stony Brook University, lehnt die Idee, dass sich der Kern unabhängig dreht, vollständig ab. Argumentieren, dass sich das im Laufe der Zeit ändert innere Oberfläche des Herzens Es ist eine plausiblere Interpretation seismischer Daten.

„Diese Studie interpretiert seismische Signale falsch, die durch Breitengradänderungen in der inneren Erdoberfläche verursacht werden“, sagte Wen in einer E-Mail. Er fügte hinzu, dass die Idee, dass sich der innere Kern unabhängig von der Oberfläche dreht, „eine inkonsistente Interpretation der seismischen Daten bietet, selbst wenn wir davon ausgehen, dass sie korrekt sind“.

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Geowissenschaftler sind sich einig, dass viele der anfänglichen Vorstellungen über das Verhalten des Kerns komplexer geworden sind, je mehr Daten gesammelt wurden.

„Letztendlich glaube ich nicht, dass Komplexität ein Thema in den Geowissenschaften ist“, sagte Elizabeth Day, Geophysikerin am Imperial College London, in einer E-Mail. „Wir wissen, dass die Oberfläche unseres Planeten komplex ist … also ist es logisch anzunehmen, dass das tiefe Innere der Erde auch komplex ist! Um sicher zu sagen, wie sich der innere Kern relativ zu den äußeren Schichten des Planeten dreht, müssen wir festhalten so viele Daten wie möglich zu sammeln.“

Der Einsatz dieser wissenschaftlichen Debatte ist zum Teil deshalb so groß, weil in ihrem Kern ein Geheimnis liegt, das ungelöst so nah vor unserer Haustür lauert.

„Es ist nichts, was morgen die Kartoffelpreise beeinflussen wird“, sagte Richards. Aber die Debatte spricht zu tieferen Fragen über die Entstehung der Erde und wie ihre inneren Schichten das Leben auf ihrer Oberfläche unterstützen, etwas, das bei Studien zur Bewohnbarkeit auf felsigen Planeten helfen könnte, die andere Sterne umkreisen.

„Wenn Sie darüber nachdenken … woraus unser Planet besteht und was seine Geschichte ist“, sagte Richards, „führt Sie ein tiefes Verständnis des inneren Kerns zu der Frage: ‚Wie haben sich all diese Unterteilungen des Planeten Erde entwickelt?‘“ „