แกนโลกชั้นในอาจเปลี่ยนแปลงรูปร่าง

วอชิงตัน ดี.ซี— แกนโลกชั้นในซึ่งเป็นลูกบอลโลหะแข็งที่หมุนวนภายในแกนโลกชั้นนอกที่หลอมละลาย อาจทั้งชะลอตัวและเปลี่ยนรูปร่าง

การวิเคราะห์คลื่นแผ่นดินไหวเมื่อเร็วๆ นี้ชี้ให้เห็นว่าประมาณ 15 ปีที่แล้ว การหมุนของแกนกลางชั้นในอาจช้าลงมากจนดูเหมือนว่าจะหยุดชั่วคราวหรือกลับทิศทางที่สัมพันธ์กับพื้นผิว แต่การวิเคราะห์ใหม่ชี้ให้เห็นว่ามีบางสิ่งที่ต้องเปลี่ยนแปลงมากกว่านี้ที่ใจกลางโลก

คำอธิบายที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดคือแกนในไม่เพียงแต่หมุนต่างกันเท่านั้นพื้นผิวของมันก็น่าจะแปรเปลี่ยนเช่นกันนักธรณีฟิสิกส์ จอห์น วิเดล จากมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย ในลอสแอนเจลิสรายงานเมื่อวันที่ 9 ธันวาคม ในการประชุมของสหภาพธรณีฟิสิกส์อเมริกัน การค้นพบนี้สามารถช่วยแก้ไขข้อถกเถียงที่มีมายาวนานเกี่ยวกับสิ่งที่เปลี่ยนแปลงในแกนกลางชั้นในได้

ไม่มีเครื่องมือใดสามารถตรวจสอบแกนกลางของโลกได้ทางกายภาพ ดังนั้นนักวิจัยจึงศึกษาโดยใช้คลื่นแผ่นดินไหวจากแผ่นดินไหว นักวิทยาศาสตร์มักใช้แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในหมู่เกาะเซาท์แซนด์วิชใกล้แอนตาร์กติกา ซึ่งเกิดขึ้นที่ฝั่งตรงข้ามของโลกจากแผงอุปกรณ์ในอลาสก้า คลื่นแผ่นดินไหวเดินทางผ่านดาวเคราะห์เหมือนกับคลื่นโซนาร์ผ่านน้ำ โดยบางส่วนเคลื่อนผ่านแกนกลางชั้นในระหว่างทางไปอลาสก้า เครื่องมือที่นั่นจะบันทึกคลื่นเป็นลายเซ็นที่เรียกว่ารูปคลื่น ซึ่งมีข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่คลื่นพบระหว่างการเดินทางผ่านโลก

เพื่อการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในแกนกลางชั้นใน นักวิจัยจะเปรียบเทียบแผ่นดินไหวที่มีขนาดใกล้เคียงกันซึ่งเกิดขึ้นในที่เดียวกันแต่ในเวลาต่างกัน เทมเบลอร์แฝดดังกล่าวหรือที่รู้จักกันในชื่อดับเบิ้ลเล็ต ควรสร้างรูปคลื่นเดียวกันหากการเดินทางผ่านโลกเหมือนกัน แต่นักวิจัยได้สังเกตเห็นว่าคลื่นคู่ในหมู่เกาะเซาท์แซนด์วิชสร้างรูปคลื่นที่แตกต่างกันในอลาสก้า ซึ่งบ่งชี้ว่ามีบางอย่างในแกนกลางชั้นในมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างเวลาที่แผ่นดินไหวสองครั้งในคลื่นคู่เหล่านั้นเกิดขึ้น

ในปี 2023 นักธรณีฟิสิกส์รายงานว่าความแตกต่างของรูปคลื่นเกิดจากการหมุนของแกนกลางชั้นในช้าลงมากจนดูเหมือนว่าจะมีสัมพันธ์กับพื้นผิวประมาณปี 2552 (SN: 23/1/23- จากนั้นเมื่อต้นปีนี้ ดูเหมือนว่าทีมของวิดาเลจะยืนยันการกลับตัวแล้ว พวกเขาสามารถจับคู่รูปคลื่นบางอย่างได้ระบุเวลาที่แกนในได้กลับคืนสู่ทิศทางเดิมอีกครั้ง (SN: 25/6/24-

สำหรับการศึกษาครั้งใหม่นี้ Vidale และเพื่อนร่วมงานวิเคราะห์แผ่นดินไหวประมาณ 200 คู่ที่เกิดขึ้นระหว่างปี 1991 ถึง 2024 พวกเขาตรวจสอบคู่รูปคลื่นที่ตรงกันทั้งก่อนและหลังการกลับตัว ซึ่งบันทึกไว้ที่อาร์เรย์รับสัญญาณสองตัวที่แยกจากกันซึ่งอยู่ใกล้กับแฟร์แบงค์ อลาสกา และเยลโลว์ไนฟ์ แคนาดา

น่าประหลาดใจที่ 10 คู่แสดงความแตกต่างเล็กน้อยในรูปคลื่นที่เยลโลว์ไนฟ์ซึ่งไม่มีอยู่ในรูปคลื่นของแฟร์แบงค์ ทีมงานรู้ว่าคลื่นที่มาถึงแผงเหล่านี้ ซึ่งอยู่ห่างกันประมาณ 1,600 กิโลเมตร มีเส้นทางที่แตกต่างกันเล็กน้อยผ่านโลก คลื่นที่มาถึงแฟร์แบงค์เจาะลึกเข้าไปในแกนกลางชั้นใน ในขณะที่คลื่นที่ไปถึงเยลโลว์ไนฟ์กินหญ้าด้านนอก

“คำอธิบายที่ง่ายที่สุดคือการเสียรูปของแกนกลางชั้นในที่ตื้น” วิดาเลกล่าว

อาจเป็นไปได้ว่าแกนในที่มีรูปทรง geoid ทั้งหมดจะมีรูปร่างผิดปกติ เช่นเดียวกับลูกฟุตบอลที่มีรูปร่างใหม่ ดังนั้นปลายจึงชี้ไปในสองทิศทางใหม่ หรืออีกทางหนึ่ง เขากล่าวอีกนัยหนึ่งว่าหย่อม ๆ ของพื้นผิวแกนกลางชั้นในอาจบวมหรือหดตัว นั่นจะเหมือนกับการกระแทกและรอยบุบเล็กๆ ที่เกิดขึ้นบนฟุตบอลเชิงเปรียบเทียบ อาจเป็นไปได้ว่ากระบวนการทั้งสองเกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวอาจเกิดจากแรงดึงโน้มถ่วงของเนื้อโลก ซึ่งเป็นชั้นภายในที่ใหญ่ที่สุดของโลก หรือโดยวัตถุที่ไหลในแกนโลกชั้นนอก Vidale กล่าว

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่นักวิจัยรายงานว่าพื้นผิวของแกนกลางชั้นในเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ในปี 2549 นักธรณีฟิสิกส์ Lianxing Wen จากมหาวิทยาลัย Stony Brook ในนิวยอร์กรายงานว่าเป็นหย่อม ๆ ของพื้นผิวของภูมิภาคอาจเพิ่มขึ้นหรือลดลงหลายร้อยเมตรต่อทศวรรษ อาจเนื่องมาจากวัตถุออกจากแกนกลางในขณะที่มันเย็นตัวลง แต่แตกต่างจาก Vidale ตรงที่ Wen และเพื่อนร่วมงานเช่นนักธรณีฟิสิกส์ Xin Zhang แห่งมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนในเหอเฟยยืนยันว่าแกนชั้นในไม่ได้หมุนแตกต่างจากโลก- “การเปลี่ยนแปลงพื้นผิวสามารถอธิบายผลลัพธ์ทั้งหมดได้อย่างสมบูรณ์” Zhang กล่าว

นักธรณีฟิสิกส์ เสี่ยวตง ซ่ง แห่งมหาวิทยาลัยปักกิ่งในกรุงปักกิ่ง ซึ่งเป็นหนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่รายงานว่าแกนในหมุนต่างกันจากส่วนอื่นๆ ของโลก โดยทั่วไปเห็นด้วยกับการค้นพบของวิดาเล แม้ว่าความแตกต่างของรูปคลื่นอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของการหมุนเป็นส่วนใหญ่ แต่กระบวนการอื่นๆ เช่น การเปลี่ยนแปลงพื้นผิวก็อาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน เขากล่าว “มันไม่ใช่อย่างใดอย่างหนึ่งหรือ”

ทั้งหมดนี้ส่งผลต่อชีวิตบนโลกอย่างไร “เราไม่รู้ว่าสิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อสิ่งใดบนพื้นผิวโลก” วิดาเลกล่าว “แต่เราไม่สามารถพูดได้แน่ชัดจนกว่าเราจะรู้ว่าเกิดอะไรขึ้น”