นักวิทยาศาสตร์พบสัญญาณของโครงสร้างที่ซ่อนอยู่ภายในแกนโลก

ในขณะที่พวกเราส่วนใหญ่มองว่าประวัติศาสตร์ของโลกเป็นสิ่งที่เขียนไว้ภายในชั้นที่ซับซ้อน เช่น หน้าหนังสือ ประวัติศาสตร์ของเรา

การวิจัยแสดงให้เห็นว่ามีบทที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักในประวัติศาสตร์นั้น ซึ่งอยู่ลึกลงไปในอดีตของโลก ในความเป็นจริง แกนโลกชั้นในดูเหมือนจะมีแกนชั้นในอีกชิ้นหนึ่งอยู่ภายในนั้น

“ตามธรรมเนียมแล้ว เราถูกสอนมาว่าโลกมีชั้นหลักอยู่สี่ชั้น ได้แก่ เปลือกโลก ชั้นเนื้อโลก แกนโลกชั้นนอก และแกนโลกชั้นใน” โจแอนน์ สตีเฟนสัน นักธรณีฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียอธิบายในปี 2021-

ความรู้ของเราเกี่ยวกับสิ่งที่อยู่ใต้เปลือกโลกนั้นส่วนใหญ่อนุมานได้จากสิ่งที่ภูเขาไฟเปิดเผยและสิ่งที่คลื่นแผ่นดินไหวกระซิบ

จากการสังเกตทางอ้อมเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณว่าแกนกลางชั้นในที่ร้อนจัดซึ่งมีอุณหภูมิเกิน 5,000 องศาเซลเซียส คิดเป็นเพียง 1 เปอร์เซ็นต์ของปริมาตรทั้งหมดของโลก

แต่เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา สตีเฟนสันและเพื่อนร่วมงานพบหลักฐานว่าแกนกลางของโลกอาจมีสองชั้นที่แตกต่างกันออกไป

"มันน่าตื่นเต้นมาก และอาจหมายความว่าเราต้องเขียนตำราเรียนใหม่!"สตีเฟนสันอธิบายในเวลานั้น-

ทีมงานใช้อัลกอริธึมการค้นหาเพื่อลากผ่านและจับคู่โมเดลหลายพันโมเดลของแกนกลางชั้นในกับข้อมูลที่สังเกตได้ตลอดหลายทศวรรษเกี่ยวกับระยะเวลาที่คลื่นไหวสะเทือนเดินทางผ่านโลก ซึ่งรวบรวมโดยศูนย์แผ่นดินไหววิทยานานาชาติ

ความแตกต่างของเส้นทางคลื่นแผ่นดินไหวที่ผ่านชั้นต่างๆ ของโลก (สตีเฟนสัน และคณะ, วารสารวิจัยธรณีฟิสิกส์: โซลิดเอิร์ธ,2564)

แล้วข้างล่างนั่นมีอะไรล่ะ? ทีมงานได้ศึกษาโมเดลแกนในบางรุ่นแอนไอโซโทรปี– ความแตกต่างในการประกอบวัสดุทำให้คุณสมบัติของคลื่นแผ่นดินไหวเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร และพบว่ามีบางส่วนมีแนวโน้มมากกว่าคลื่นแผ่นดินไหวอื่นๆ

ในขณะที่บางแบบจำลองแนะนำว่าวัสดุของแกนกลางชั้นในเป็นช่องคลื่นไหวสะเทือนที่ขนานกับเส้นศูนย์สูตรได้เร็วกว่า ส่วนแบบจำลองอื่นๆ ระบุว่าการผสมผสานของวัสดุช่วยให้เกิดคลื่นที่เร็วกว่าขนานกับแกนหมุนของโลกมากกว่า ถึงกระนั้นก็ยังมีข้อโต้แย้งเกี่ยวกับระดับความแตกต่างที่แน่นอนในบางมุม

การศึกษาที่นี่ไม่ได้แสดงการเปลี่ยนแปลงกับความลึกในแกนกลางชั้นในมากนัก แต่พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงในทิศทางช้าเป็นมุม 54 องศา โดยทิศทางที่เร็วกว่าของคลื่นจะวิ่งขนานไปกับแกน

“เราพบหลักฐานที่อาจบ่งบอกถึงการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของเหล็ก ซึ่งบ่งชี้ถึงเหตุการณ์การเย็นตัวลงที่แยกจากกันสองเหตุการณ์ในประวัติศาสตร์โลก” สตีเฟนสันพูดว่า-

“รายละเอียดของเหตุการณ์สำคัญนี้ยังคงเป็นปริศนาอยู่เล็กน้อย แต่เราได้เพิ่มปริศนาอีกชิ้นหนึ่งเมื่อพูดถึงความรู้ของเราเกี่ยวกับแกนกลางของโลก”

การค้นพบนี้อาจอธิบายได้ว่าทำไมหลักฐานการทดลองบางอย่างไม่สอดคล้องกับแบบจำลองโครงสร้างโลกในปัจจุบันของเรา

สงสัยว่ามีชั้นในสุดอยู่ก่อนโดยบอกเป็นนัยว่าผลึกเหล็กที่ประกอบเป็นแกนในมีการจัดแนวโครงสร้างที่แตกต่างกัน

“เราถูกจำกัดด้วยการกระจายตัวของแผ่นดินไหวและแผ่นดินไหวทั่วโลก โดยเฉพาะที่ขั้วตรงข้าม”ทีมงานเขียนในรายงานของพวกเขา การอธิบายข้อมูลที่ขาดหายไปจะลดความแน่นอนของข้อสรุปของพวกเขา

แต่ข้อสรุปของพวกเขาสอดคล้องกับการศึกษาอื่น ๆ เกี่ยวกับแอนไอโซโทรปีของแกนกลางชั้นในสุด

การวิจัยในอนาคตอาจเติมเต็มช่องว่างของข้อมูลเหล่านี้ และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ยืนยันหรือขัดแย้งกับการค้นพบของพวกเขา และหวังว่าจะแปลเรื่องราวที่เขียนขึ้นภายในชั้นต้นของประวัติศาสตร์โลกนี้เพิ่มเติม

งานวิจัยชิ้นนี้ตีพิมพ์ในวารสารวิจัยธรณีฟิสิกส์-

บทความนี้ฉบับก่อนหน้าเผยแพร่ในเดือนมีนาคม 2021