Onderzoekers van de Australian National University (ANU) ontsluiten enkele van de geheimen van de binnenste kern van de aarde door een techniek aan te passen en verder te ontwikkelen die in ziekenhuizen over de hele wereld wordt gebruikt.

Tomografie is het beeldvormingsproces dat wordt gebruikt bij röntgenfoto's en echografieën, en omvat golven die door het lichaam gaan, voordat het van het lichaamsweefsel afkaatst en terug naar een ontvanger.

ANU-onderzoeker professor Hrvoje Tkalčić zei dat het ook een nuttige manier bleek te zijn voor seismologen om in de aarde te "kijken" - met een paar belangrijke verschillen.

"Dit is een van de eerste pogingen tot tomografie van de binnenkern van de aarde."

"In de geneeskunde hebben ze een oneindig aantal bronnen en ontvangers die ze rond het lichaam kunnen plaatsen, afhankelijk van het probleemgebied. Aardwetenschappers moeten vertrouwen op natuurlijke bronnen - of aardbevingen - en seismometers, en we hebben geen volledige controle over hun locatie."

"Een van de belangrijkste dingen die we kunnen meten, is de reistijd van golven door de planeet, vanaf het moment dat een grote aardbeving plaatsvindt tot het moment waarop het wordt geregistreerd door het instrument aan de andere kant van de wereld."

Deze reistijd en hoeveel de golven verzwakken - of energie verliezen - kan cruciale informatie opleveren over het materiaal waar ze doorheen gaan, op dezelfde manier kunnen röntgenstralen abnormale structuren in het menselijk lichaam oppikken.

Het ANU-team gebruikte een baanbrekende methode om de nauwkeurigheid van hun resultaten te verbeteren, met behulp van een complex computeralgoritme.

"We gebruikten een zogenaamd 'transdimensionaal' algoritme. Dit betekent dat de dimensie van ons probleem verandert terwijl we het oplossen, of met andere woorden het aantal onbekenden in ons probleem is zelf een onbekende, " zei Dr. Tanja Pejić.

"Dit is een zeer rekenkundig complex probleem, met individuele berekeningen die weken duren om op te lossen op het Terrawulf-computercluster van RSES. Het antwoord is een heel ensemble van oplossingen, en het middelen erdoorheen geeft ons een statistisch meer waarschijnlijke oplossing."

De studie richtte zich op het in beeld brengen van de bovenste laag van de binnenste kern van de aarde, een gebied dat door sommige wetenschappers wordt gezien als een 'laatste grens' van de wereldwijde seismologie.

"De afgelopen decennia zijn wetenschappers opgesloten in een debat over de vorming van de binnenkern, dynamiek, en groei, " zei Dr. Pejić.

"Ons artikel laat zien dat het oostelijk halfrond zeer verzwakkend is voor seismische golven, maar ook dat het westelijk halfrond - in plaats van minder attenuerend te zijn - verder kan worden onderverdeeld in twee regio's. Eén regio is potentieel zelfs nog meer verzwakkend dan het hele oostelijk halfrond, en de andere regio is minder verzwakkend."

Professor Tkalčić zei dat deze bevindingen nieuw bewijs kunnen leveren over de verbinding tussen de binnenkern en andere delen van de aarde.

"We kunnen van deze tomografische beelden iets leren over de dynamiek van het hele systeem, de hele kern en de verbinding met de onderste mantel en het aardoppervlak."

"Ook al is dit een momentopname van de huidige kijk op de aarde, het zou ons kunnen helpen het vormingsproces van de vaste binnenkern beter te begrijpen, en zelfs planetaire vorming in het algemeen."

"We komen er langzaamaan."

Het onderzoek is gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Solid Earth .