За първи път геолозите потвърдиха, че вътрешното ядро на планетата е наистина твърдо, макар и не толкова твърда, колкото предходните модели приемаха.

Благодарение на новия метод за откриване на специфични сеизмични вълни, анализът разкрива ключови свойства на най-дълбокия слой на планетата.

Изследователи от Австралийския национален университет (ANU) изучават сеизмична вълна с ниска амплитуда  - "J-вълна", която преминава през ядрото на планетата, което им позволява най-накрая да определят твърдостта му.

Тъй като кората на планетата e напукана на повърхността, вълни от енергия се промъкват през пролуките. Те идват в различни форми. Някои, наречени обемни вълни, се движат напред и назад през тялото на планетата. Други, наречени повърхностни вълни, се издигат нагоре и надолу като вълните на повърхността на океана. 

Анализът на различните промени във фазата на сеизмичните вълни може да каже много за свойствата на материала, през който те преминават.

Една особена вариация, наречена J-вълни, преминава само през твърди материали. Преминаването на J-вълни през вътрешната сърцевина на планетата, би дало подробности за еластичността на ядрото. На теория това е добре известно, но тези вълни са доста слаби, което ги прави практически невъзможни за откриване. За геолозите измерването им е нещо като

Свещения Граал на сеизмологията.

Двама учени на ANU сега са разработили начин да "чуят" тези невероятно слаби J-вълни в шума на вибрациите от земетресенията, които отекват в нашата планета.

Методът разчита на отчетите на двойка сеизмични станции на повърхността на планетата и на сравняването на отчетите няколко часа след като най-силните колебания изчезнат. При достатъчно двойки сигнали може да се появи модел.

"Използвайки глобална мрежа от станции, ние приемаме всяка двойка приемници и всяко едно голямо земетресение - това са много комбинации - и ние измерваме приликата между сеизграмите", казва изследователят Хрвoя Ткалчич. 

"Това се нарича кръстосана корелация или мярка за сходство. От тези прилики изграждаме глобална корелограма - нещо като пръстов отпечатък на Земята".

Подобен процес е използван наскоро за точно измерване на дебелината на леда в Антарктида. Това е нов начин за определяне не само на свойствата на слоевете на Земята, но и на други планети.

Да изучим вътрешността на нашата планета не е лесна задача. Ние можем да копаем едва малко повече от 12 километра в кората, което дори не е драскотина по повърхността ѝ, да не говорим за разкриването на хиляди километри под земята.

Преди столетие се смяташе, че нашата планета има дебело външна кора и център от разтопени метали. Това схващане се променя през 30-те години на миналия век, когато сеизмичните показания на голямо земетресение в Нова Зеландия показват признаци на вълни, които не би трябвало да са там. Датски сеизмолог на име Инге Лехман предполага, че това най-вероятно е ехо, отразено от плътен център - вътрешно ядро. 

Това вътрешно ядро ​​е утвърдено в геоложките модели на нашата планета. То е с размер около три четвърти от размера на Луната, състои се от желязо и никел, а температурата му е приблизително колкото на повърхността на Слънцето. Възможно е дори то да е сложно структурирано, с различия в кристалните форми на желязото.

Всичко това вече е прието в геоложките модели, хубавото сега е, че е получено директно доказателство, че моделите не грешат. Освен това има и малка изненада.

"Открихме, че вътрешното ядро е наистина твърдо, но също така открихме, че е по-меко от приетото преди това," казва Ткалчич. "Оказва се, ако нашите резултати са верни, че вътрешната сърцевина има еластични свойства подобни на златото и платината".

Цялата тази информация е жизненоважна, ако искаме да изградим твърдо разбиране за строежа на планетата или как работят магнитните полета. Нашият защитен мехур магнетизъм се обръща редовно и все още не сме наясно точно как се случва това.

"Вътрешното ядро ​​на Земята има директна връзка с генерирането и поддържането на геомагнитното поле, а без това геомагнитно поле няма да има живот на повърхността на Земята", казва Ткачич.

Изследването е публикувано в Science..