science >> Wetenschap >  >> Natuur

Bergen laten groeien of grond verschuiven:wat gebeurt er in de binnenste kern van de aarde?

Een nieuwe studie van de binnenkern van de aarde gebruikte seismische gegevens van herhaalde aardbevingen, genaamd doubletten, om te ontdekken dat gebroken golven, blauw, in plaats van gereflecteerde golven, paars, veranderen in de loop van de tijd -- het beste bewijs tot nu toe dat de binnenkern van de aarde roteert. Krediet:Michael Vincent

Uitputtende seismische gegevens van herhaalde aardbevingen en nieuwe gegevensverwerkingsmethoden hebben het beste bewijs tot nu toe opgeleverd dat de binnenkern van de aarde roteert - waardoor een beter begrip wordt onthuld van de fel bediscussieerde processen die het magnetische veld van de planeet beheersen.

De nieuwe studie van onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign is gepubliceerd in het tijdschrift Aardse en planetaire wetenschapsbrieven .

Geologen begrijpen niet helemaal hoe de magnetische veldgenerator van de aarde werkt, maar vermoed dat het nauw verbonden is met dynamische processen nabij het binnenste kern-buitenkern grensgebied, aldus de onderzoekers. Verschuivingen in de locatie van de magnetische polen, veranderingen in veldsterkte en afwijkende seismische gegevens hebben onderzoekers ertoe aangezet om het van dichterbij te bekijken.

"In 1996, een kleine maar systematische verandering van seismische golven die door de binnenkern gaan, werd voor het eerst gedetecteerd door onze groep, die we interpreteerden als bewijs voor differentiële rotatie van de binnenkern ten opzichte van het aardoppervlak, " zei professor geologie en co-auteur Xiaodong Song, die nu aan de Universiteit van Peking zit. "Echter, sommige studies geloven dat wat we interpreteren als beweging in plaats daarvan het resultaat is van seismische golven die weerkaatsen op een afwisselend vergrotende en krimpende binnenkerngrens, zoals het laten groeien van bergen en het snijden van canyons."

Geologie professor Xiaodong Song. Krediet:L. Brian Stauffer

De onderzoekers presenteren seismische gegevens van een reeks geografische locaties en herhalende aardbevingen, genaamd doubletten, die zich in de loop van de tijd op dezelfde plek voordoen. "Door gegevens van dezelfde locatie maar op verschillende tijden te hebben, kunnen we onderscheid maken tussen seismische signalen die veranderen als gevolg van lokale variatie in reliëf en signalen die veranderen als gevolg van beweging en rotatie, " zei Yi Yang, een afgestudeerde student en hoofdauteur van de studie.

Het team ontdekte dat sommige van de door aardbevingen gegenereerde seismische golven door het ijzeren lichaam onder de binnenste kerngrens dringen en in de loop van de tijd veranderen, wat niet zou gebeuren als de binnenkern stationair zou zijn, aldus de onderzoekers. "Belangrijk, we zien dat deze gebroken golven veranderen voordat de gereflecteerde golven weerkaatsen van de binnenste kerngrens, wat impliceert dat de veranderingen van binnenuit de innerlijke kern komen, ' zei Lied.

De basis van het debat ligt in het feit dat in eerdere studies werd gekeken naar een relatief kleine pool van enigszins dubbelzinnige gegevens die zijn gegenereerd met een methode die sterk afhankelijk is van nauwkeurige kloktijd, aldus de onderzoekers.

"Wat onze analyse anders maakt, is onze precieze methode om precies te bepalen wanneer de veranderingen in seismische signalen plaatsvinden en aankomen bij de verschillende seismische stations over de hele wereld, Yang zei. "We gebruiken een seismische golf die de binnenste kern niet heeft bereikt als referentiegolf in onze berekeningen, die een groot deel van de dubbelzinnigheid elimineert."

Deze nauwkeurige aankomsttijdanalyse, een uitgebreide verzameling van gegevens van de beste kwaliteit en zorgvuldige statistische analyse uitgevoerd door Yang, zijn wat deze studie zijn kracht geeft, zei Lied. "Dit werk bevestigt dat de tijdelijke veranderingen meestal komen, zo niet alle, vanuit het lichaam van de binnenkern, en het idee dat veranderingen in het binnenste kernoppervlak de enige bron zijn van de signaalveranderingen kan nu worden uitgesloten, " hij zei.