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Wissenschaftler haben einen neuen Kern im Zentrum der Erde entdeckt

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Zu meiner Zeit gab es nur vier Erdschichten: die Kruste, den Mantel, den flüssigen äußeren Kern und den festen inneren Kern. Jetzt haben Wissenschaftler eine neue und deutliche Schicht im inneren Kern unseres Planeten entdeckt, die dazu beitragen könnte, die Entwicklung des Magnetfelds der Erde zu beeinflussen.

in einer neuen Studie Diese Woche erschienenZwei Seismologen der Australian National University haben neue Beweise für eine 400 Meilen dicke massive Metallkugel im Zentrum des Erdinneren dokumentiert – wie die kleinste Statue einer kolossalen, Planeten besiedelnden russischen Puppengruppe. Die neue Schicht besteht wie andere Teile des Kerns aus einer Legierung aus Eisen und Nickel. Die Studie ergab, dass es eine andere Kristallstruktur hat, die dazu führt, dass Schockwellen von Erdbeben mit anderen Geschwindigkeiten als der umgebende Kern durch die Schicht zurückprallen.

„Es ist klar, dass der innerste innere Kern etwas anderes hat als die äußere Schicht“, sagte Than-Soon Pham, Hauptautor der Studie. Wir denken, Atome sind der Weg [packed] In diesen beiden Regionen sind etwas anders.

Forscher untersuchen den inneren Kern, um das Magnetfeld der Erde besser zu verstehen, das uns vor schädlicher Strahlung im Weltraum schützt und dazu beiträgt, Leben auf unserem Planeten zu ermöglichen. Geophysiker glauben, dass sich der innere Kern möglicherweise weniger als gebildet hat vor einer Milliarde Jahren, die im geologischen Zeitmaßstab relativ jung ist. Studienautoren Erklären Der innere Kern wächst nach außen, indem er Material aus dem flüssigen äußeren Kern verfestigt, Wärme freisetzt und Konvektionsströme erzeugt. Diese Konvektion erzeugt das Magnetfeld der Erde.

Der innere Kern der Erde scheint seine Rotation zu verlangsamen

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Der 1936 von der dänischen Seismologin Inge Lehmann entdeckte innere Kern macht weniger als 1 Prozent des Erdvolumens aus (der Erdmittelpunkt liegt etwa 4.000 Meilen unter der Oberfläche). Der Abstand unter der Oberfläche und seine geringe Größe erschweren es den Wissenschaftlern jedoch, sie mit direkten Messungen zu messen, sodass sie stattdessen die von Erdbeben erzeugten Stoßwellen untersuchen.

Wenn ein großes Erdbeben zuschlägt, sagte Pham, können die resultierenden Schockwellen oder seismischen Wellen wie ein Tischtennisball von einer Seite der Erde zur anderen hin und her springen. Seismische Wellen breiten sich je nach Dichte, Temperatur und Zusammensetzung unterschiedlich schnell durch die verschiedenen Erdschichten aus. Wie ein Radiologe die inneren Organe eines Patienten untersucht, verwenden Wissenschaftler auf der ganzen Welt Instrumente, die als Seismometer bekannt sind, um diese Schwingungen zu messen und mehr über das Innenleben unserer Erde zu erfahren.

vor zwanzig Jahrenverwendeten die Forscher Seismographendaten und schlugen die Existenz einer fünften Schicht vor. Seitdem, sagte Pham, seien die Beweise für einen tieferen inneren Kern „im Laufe der Zeit mit immer mehr Daten stärker geworden“. Aber seine neue Studie geht noch weiter und analysiert beispiellose Daten für einen Seismographen.

„Der Durchbruch bei dieser Studie besteht darin, dass wir einen neuen Weg gefunden haben, das Zentrum des Erdkerns zu untersuchen“, sagte Pham. Er sagte, das Team habe weitere Beweise dafür, dass „der innerste innere Kern tatsächlich existiert“.

In der neuen Studie beobachtete das Team mehrere Erdbeben, die den Erddurchmesser überquerten – manchmal bis zu fünf Mal – etwas, das die Forscher „in der Geschichte der Seismologie“ nicht aufgezeichnet haben, sagte Pham, der feststellt, dass frühere Studien nur einen Aufprall dokumentiert haben. Sie fanden heraus, dass die seismischen Wellen je nach Richtung der Welle mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch den inneren inneren Kern gingen als durch den umgebenden Kern.

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Insbesondere Wellen, die durch den innersten inneren Kern liefen, verlangsamten sich, wenn sie sich in einem schrägen Winkel zum Äquator näherten. Währenddessen verlangsamten sich Wellen, die durch den äußeren inneren Kern liefen, als sie den Äquator passierten.

Pham sagte, dass die Geschwindigkeit aufgrund einer als Anisotropie bekannten physikalischen Eigenschaft, die es Materie ermöglicht, in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Eigenschaften zu haben, wahrscheinlich je nach Richtung der Welle variiert. Wir sehen normalerweise Anisotropie in Holz, und es ist einfacher, entlang seiner Maserung zu schneiden als dagegen.

Pham gab zu, dass die Einzigartigkeit dieses innersten Kerns subtil und nicht so scharf wie die anderen Schichten ist. Wenn Sie zum Beispiel vom Mantel zum äußeren Kern reisten, würden Sie von einem überwiegend festen zu einem flüssigen Zustand übergehen und unterschiedliche chemische Zusammensetzungen erfahren. Wenn Sie jedoch vom inneren Kern zum innersten Kern reisen, sehen Sie einen Übergang in der Kristallstruktur, aber dieselbe Legierung aus Eisen und Nickel.

Die Idee eines tieferen inneren Kerns sei bereits früher vorgeschlagen worden, sagte der Geophysiker John Tarduno, der nicht an der Forschung beteiligt war, aber diese neuen Daten untermauern stark den Fall, dass „es tatsächlich einen tieferen inneren Kern mit einer anderen Struktur als gibt der äußere innere Kern.“

„Die Existenz dieses tieferen inneren Kerns lässt uns darüber nachdenken, wie er entstanden ist“, sagte Tarduno, Professor für Geophysik an der University of Rochester. Die Autoren der Studie sagten, dass die Bildung des tieferen inneren Kerns ein Beweis für ein „bedeutendes globales Ereignis aus der Vergangenheit“ sein könnte, das zu einer Veränderung des inneren Kerns der Erde führte.

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Tarduno, der erforscht, wie sich der innere Kern bildet, hat seine eigene Idee. Seine Forschung legt nahe, dass die Bildung dieses innersten inneren Kerns mit einer Veränderung der Plattentektonik vor Hunderten von Millionen Jahren zusammenhängen könnte. Vermutlich sanken uralte dicke Platten ozeanischer Kruste, bis sie sich an der Basis des Mantels aufbauten und beeinflussten, wie Wärme aus dem Kern floss. Dies veränderte später, wie der innere Kern wuchs.

Tarduno sagte, diese „neue Analyse sei aufregend, weil sie den Fall“ für den Mechanismus seiner eigenen Plattentektonik stützt.

sagte Tarduno, der seine Ergebnisse veröffentlichte letztes Jahr.

Das Erlernen der Ursprünge der inneren Schichten des Kerns, so Tarduno und Pham, kann uns dabei helfen, mehr darüber zu verstehen, wie sich das Magnetfeld gebildet hat – und wie wiederum Leben auf der Erde und anderen Planeten überleben kann.

„Die Bildung des inneren Kerns war sehr wichtig für die Schaffung eines langfristig bewohnbaren Planeten, da der innere Kern das Magnetfeld speist, das zur magnetischen Abschirmung dient“, sagte Tarduno. „Sonst hätten wir dem Planeten nach und nach Wasser verloren.“

Mehr darüber zu erfahren, wie der innere Kern wiederum dazu beitragen kann, uns mehr darüber beizubringen, wie andere Planeten bewohnbar sein können oder nicht.

Magda Franke

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