Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết rằng bên trong Trái đất, các điều kiện cực kỳ nóng và cực kỳ áp lực. Đây là những gì cho phép lõi sắt và niken chủ yếu được phân chia giữa một khu vực bên trong rắn và khu vực bên ngoài chất lỏng. Động lực của lõi này được cho là chịu trách nhiệm điều khiển từ trường bảo vệ hành tinh của chúng ta, đó là lý do tại sao các nhà khoa học quyết tâm cải thiện sự hiểu biết của họ về nó.
Nhờ vào nghiên cứu mới được thực hiện bởi một nhóm các nhà khoa học quốc tế, có vẻ như khu vực cốt lõi cũng có được phần chia sẻ công bằng của họ về tuyết tuyết! Nói một cách khác, nghiên cứu của họ cho thấy bên trong lõi ngoài, các hạt sắt nhỏ hóa cứng lại và rơi xuống tạo thành các cọc dày tới 320 km (200 mi) trên đỉnh lõi ngoài. Những phát hiện này có thể cải thiện đáng kể sự hiểu biết của chúng ta về các lực ảnh hưởng đến toàn hành tinh.
Nghiên cứu được thực hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu từ Trường Khoa học Địa chất Jackson tại Đại học Texas ở Austin, người được dẫn dắt bởi Giáo sư Youjun Zhang của Viện Vật lý Nguyên tử và Phân tử. Nghiên cứu mô tả nghiên cứu của họ đã được công bố trong số ra ngày 23 tháng 12 của Tạp chí nghiên cứu địa vật lý (JGR) Trái đất rắn.
Nghiên cứu độ sâu của Trái đất không phải là nhiệm vụ dễ dàng vì radar xuyên mặt đất có thể điều tra được rằng việc lấy mẫu sâu và trực tiếp là hoàn toàn không thể. Do đó, các nhà nghiên cứu buộc phải nghiên cứu nội thất Trái đất thông qua khoa học địa chấn - tức là nghiên cứu về sóng âm thanh được tạo ra bởi hoạt động địa chất và thường xuyên đi qua hành tinh.
Bằng cách đo và phân tích các sóng này, các nhà khoa học địa chất có thể có được bức tranh rõ hơn về cấu trúc và cấu tạo bên trong. Trong những năm gần đây, họ đã ghi nhận sự khác biệt giữa dữ liệu địa chấn và các mô hình hiện tại của lõi Trái đất. Về cơ bản, sóng đo được sẽ di chuyển chậm hơn dự kiến khi đi qua nền của lõi ngoài và nhanh hơn khi di chuyển qua bán cầu đông của lõi bên trong.
Để giải quyết bí ẩn này, Giáo sư Zhang và các đồng nghiệp của ông đã đề xuất rằng sự kết tinh của các hạt sắt có thể xảy ra ở lõi ngoài, tạo ra lõi bên trong có nắp tuyết. Giả thuyết rằng một lớp bùn tồn tại giữa lõi bên trong và bên ngoài lần đầu tiên được đề xuất bởi S.I. Braginskii vào năm 1963, nhưng đã bị bác bỏ vì kiến thức phổ biến về điều kiện nhiệt và áp suất trong lõi.
Tuy nhiên, bằng cách sử dụng một loạt các thí nghiệm được thực hiện trên các vật liệu giống như lõi và các nghiên cứu khoa học gần đây hơn, Giáo sư Zhang và nhóm của ông đã có thể chỉ ra rằng sự kết tinh ở lõi ngoài là thực sự có thể. Hơn nữa, họ phát hiện ra rằng khoảng 15% phần dưới cùng của lõi ngoài có thể được làm từ các tinh thể dựa trên sắt cuối cùng sẽ rơi xuống và nằm trên đỉnh của lõi bên trong rắn.
Nick Dygert, một giáo sư trợ lý tại Đại học Tenessee, người đã giúp tiến hành nghiên cứu như là một phần của nghiên cứu sinh sau tiến sĩ với JSG. Bạn có các tinh thể trong lõi ngoài tuyết rơi xuống lõi bên trong trong khoảng cách vài trăm km.
Như giáo sư Jung-Fu Lin (một đồng tác giả khác của nghiên cứu) đã giải thích, điều này tương tự như cách đá hình thành bên trong núi lửa. Lõi kim loại Trái đất lõi kim loại hoạt động giống như một khoang magma mà chúng ta biết rõ hơn trong lớp vỏ, ông nói. Nhóm nghiên cứu thậm chí đã so sánh chiếc mũ quá trình khiến cho các đống hạt sắt hình thành trên lõi ngoài Trái đất với những gì xảy ra bên trong các khoang magma gần bề mặt Trái đất.
Trong khi việc nén các khoáng chất tạo ra thứ mà lòng gọi là đá tích lũy đá đá trong các khoang magma, sự nén của các hạt sắt nằm sâu trong lòng đất Earth góp phần vào sự phát triển của lõi bên trong và co lại của lõi ngoài. Sự tích tụ của các hạt này so với lõi ngoài sẽ giải thích cho quang sai địa chấn do sự thay đổi độ dày giữa bán cầu đông và tây sẽ giải thích sự thay đổi tốc độ.
Do ảnh hưởng cốt lõi đối với các hiện tượng trên khắp hành tinh - như từ trường đã nói ở trên và sự nóng lên thúc đẩy hoạt động kiến tạo - tìm hiểu thêm về thành phần và hành vi của nó là điều cần thiết để cải thiện sự hiểu biết của chúng ta về cách các quá trình lớn hơn này hoạt động. Về mặt này, nghiên cứu được thực hiện bởi Giáo sư Zhang và các đồng nghiệp của ông có thể giúp giải quyết các câu hỏi lâu dài về nội thất Trái đất và cách thức thực hiện.
Như Bruce Buffet, một giáo sư khoa học địa chất tại UC Berkley, người nghiên cứu nội thất hành tinh (và không tham gia vào nghiên cứu) đã đưa ra:
Phần mềm liên quan đến các dự đoán mô hình với các quan sát dị thường cho phép chúng ta rút ra các kết luận về các thành phần có thể có của lõi chất lỏng và có thể kết nối thông tin này với các điều kiện phổ biến tại thời điểm hành tinh được hình thành. Điều kiện khởi đầu là một yếu tố quan trọng để Trái đất trở thành hành tinh mà chúng ta biết.
Theo cách mà từ quyển của Trái đất và hoạt động kiến tạo của nó được cho là đã đóng một vai trò quan trọng trong sự xuất hiện và tiến hóa của sự sống, hiểu được động lực của bên trong hành tinh của chúng ta cũng có thể hỗ trợ trong việc săn lùng các ngoại hành tinh có thể ở được - không đề cập đến thêm cuộc sống trên cạn!
Nghiên cứu được tài trợ bởi Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc, Quỹ nghiên cứu cơ bản cho các trường đại học trung ương, Trường khoa học địa chất Jackson, Quỹ khoa học quốc gia và Quỹ Sloan.
