Ο πυρήνας της Γης είναι τυλιγμένος σε στρώσεις σαν κρεμμύδι

Δομικά στρώματα της Γης. (Rost-9D/iStock/Getty Images Plus).

Ο πυρήνας της Γης φαίνεται να είναι τυλιγμένος σε στρώσεις σαν κρεμμύδι, σύμφωνα με μελέτη.

Τα σεισμικά κύματα που διέρχονται από τον εσωτερικό πυρήνα της Γης έχουν αποκαλύψει πολλά για το κέντρο σιδήρου του πλανήτη μας: πώς αλλάζει σχήμα , αντιστρέφει την περιστροφή του , έχει παράξενη υφή και περιέχει μια ασυνήθιστη κατάσταση ύλης .

Τώρα, μια νέα μελέτη που επιδιώκει να εξηγήσει τα ανώμαλα δεδομένα υποδηλώνει ότι ο πυρήνας της Γης μπορεί να είναι στρωματοποιημένος σαν κρεμμύδι.

Επιστήμονες στη Γερμανία ήθελαν να διερευνήσουν συγκεκριμένα το πρόβλημα των σεισμικών ανισοτροπιών - των διακυμάνσεων στην ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων που αντηχούν στη Γη όταν χτυπούν τον εσωτερικό πυρήνα, ανάλογα με την κατεύθυνση της πορείας τους.

«Έχουν διατυπωθεί αρκετές υποθέσεις για την προέλευση αυτών των ανισοτροπιών», λέει η ορυκτολόγος Κάρμεν Σάντσες-Βάλε, από το Πανεπιστήμιο του Μύνστερ.

«Ξεκινήσαμε να μελετήσουμε τη συνδυασμένη επίδραση του πυριτίου και του άνθρακα στη συμπεριφορά παραμόρφωσης του σιδήρου.»

Για να καταλάβουν τι συμβαίνει, οι ερευνητές εξέτασαν πώς αυτά τα βασικά στοιχεία του εσωτερικού πυρήνα θα μπορούσαν να αλληλεπιδράσουν υπό ακραίες πιέσεις και θερμοκρασίες έως και 820 °C (1508 °F).

Χρησιμοποιώντας περίθλαση ακτίνων Χ, οι ερευνητές αναζήτησαν μια ιδιότητα που ονομάζεται προτιμώμενος προσανατολισμός πλέγματος (LPO), η οποία περιγράφει πώς οι κρύσταλλοι μέσα στα στερεά ευθυγραμμίζονται λόγω θερμικών μοτίβων.

Προηγουμένως, οι επιστήμονες δεν διέθεταν ουσιαστικά δεδομένα σχετικά με το πώς μπορεί να εμφανίζεται το LPO του σιδήρου όταν αναμειγνύεται με πυρίτιο και άνθρακα για να σχηματίσει κράματα.

Το LPO μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο τα ηχητικά κύματα μεταδίδονται μέσω μετάλλων όπως ο σίδηρος, και έχει θεωρηθεί ότι αυτό μπορεί να εξηγήσει τη σεισμική ανισοτροπία. Εδώ, δοκιμάστηκε σε πολύ μικρές κλίμακες, με τα κράματα να περιέχονται, να συμπιέζονται και να θερμαίνονται σε εξαιρετικά μικρά δοχεία.

«Τα πρότυπα περίθλασης αναλύθηκαν μετά το πείραμα για να εξαχθούν οι πλαστικές ιδιότητες - συγκεκριμένα, το όριο διαρροής και το ιξώδες - των κραμάτων σιδήρου-πυριτίου-άνθρακα, τα οποία μοντελοποιήθηκαν περαιτέρω μέσω της θεωρίας για να τα παρεκτείνουν στις συνθήκες του εσωτερικού πυρήνα», εξηγεί ο Sanchez-Valle.

Μετρήσεις κύματος ταχύτητας.Οι προβλεπόμενες αλλαγές ταχύτητας σε κράματα σιδήρου-πυριτίου-άνθρακα υπό συνθήκες πυρήνα συμφωνούν με τις καταγραφές πεδίου. (Kolesnikov et al., Nat. Commun. , 2025).

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι σε σύγκριση με τον καθαρό σίδηρο, η προσθήκη πυριτίου και άνθρακα πράγματι άλλαξε τη διάταξη του κρυσταλλικού πλέγματος του κράματος σιδήρου.

Οι διαφορές που προκύπτουν στην ταχύτητα των σεισμικών κυμάτων θα ταίριαζαν με τις ανωμαλίες που παρατηρούνται στο εξωτερικό μέρος του εσωτερικού πυρήνα.

Είναι μια ακόμη απόδειξη ότι ο εσωτερικός πυρήνας της Γης έχει στην πραγματικότητα πολλά στρώματα - ένα εντυπωσιακό επιστημονικό επίτευγμα για τη μελέτη ενός ουρανού που βρίσκεται πάνω από 5.000 χιλιόμετρα (3.107 μίλια) κάτω από εμάς, θαμμένο κάτω από βράχους και υγρό μέταλλο.

Το κεντρικό τμήμα του εσωτερικού πυρήνα μπορεί να έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο και άνθρακα, με αποτέλεσμα ισχυρή σεισμική ανισοτροπία, πιστεύουν οι ερευνητές , «ενώ η αυξανόμενη συγκέντρωση ελαφρών στοιχείων κράματος προς τα εξωτερικά στρώματα του εσωτερικού πυρήνα έχει ως αποτέλεσμα μειωμένη ανισοτροπία».

Οι γεωλόγοι σημειώνουν σταθερή πρόοδο στην κατανόηση της πολυπλοκότητας του τι βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της Γης, κυρίως μετρώντας τον τρόπο με τον οποίο διαδίδονται τα σεισμικά κύματα και αναδημιουργώντας τις συνθήκες του εσωτερικού και του εξωτερικού πυρήνα στο εργαστήριο.

Η λεπτομερής εργασία περιλαμβάνει την εύρεση ασυνεπειών, την εξεύρεση πιθανών εξηγήσεων και στη συνέχεια τη δοκιμή αυτών των εξηγήσεων - κάτι που η ομάδα πίσω από αυτή τη μελέτη κατάφερε να κάνει με επιτυχία.

«Το μοτίβο ανισοτροπίας που εξαρτάται από το βάθος και παρατηρείται στον εσωτερικό πυρήνα της Γης μπορεί να προκύπτει από χημική στρωματοποίηση πυριτίου και άνθρακα μετά την κρυστάλλωση του πυρήνα», καταλήγουν οι ερευνητές.

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Nature Communications .

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα sciencealert.com

https://www.sciencealert.com/earths-core-seems-to-be-wrapped-in-layers-like-an-onion-study-finds