Cosa c’è dentro il nucleo interno della Terra? Le onde sismiche rivelano un nucleo più profondo.

Il nucleo interno della Terra sembra custodire un segreto più profondo.

I libri di testo di geologia includono quasi inevitabilmente un diagramma ritagliato della Terra che mostra quattro strati ben definiti: una sottile crosta esterna di roccia su cui viviamo nota come crosta; il mantello, dove la roccia scorre come un liquido altamente viscoso guidando il movimento dei continenti e il sollevamento delle montagne; un nucleo esterno di ferro-nichel liquido che genera il campo magnetico del pianeta; e un solido nucleo interno.

Analizzando l’intersezione delle onde sismiche di grandi terremoti, due scienziati australiani hanno affermato che esiste uno strato nettamente diverso al centro della Terra. “Ora abbiamo confermato l’esistenza del nucleo interno più interno”, ha detto uno degli scienziati, Hrvoj Tcalcic, professore di geofisica presso l’Australian National University di Canberra.

Il dottor Tkalcik e Tan Soon Pham, un ricercatore post-dottorato, stimano che il nucleo interno più interno sia largo circa 800 miglia. L’intero nucleo interno è largo circa 1.500 miglia. Le loro scoperte sono state Pubblicato martedì sulla rivista Nature Communications.

Mentre un diagramma ritagliato sembra rappresentare chiare divisioni, la conoscenza della profondità della Terra è inevitabilmente oscura. Si trova a circa 4.000 miglia dal centro della Terra ed è impossibile perforare più di poche miglia nella crosta terrestre. La maggior parte di ciò che si sa su ciò che si trova sotto proviene dalle onde sismiche, le vibrazioni dei terremoti che viaggiano attraverso e intorno al pianeta. Pensa a loro come a una gigantesca immagine sonora della Terra.

Due sismologi di Harvard, Miyake Ishii e Adam Dzyonski, per primi Ha proposto l’idea di un nucleo interno più profondo nel 2002 Basato sulle caratteristiche di velocità delle onde sismiche che attraversano il nucleo interno. Gli scienziati sapevano già che la velocità delle onde sismiche che viaggiano attraverso questa parte della Terra varia con la direzione. Le onde si muovono più velocemente quando viaggiano da un polo all’altro lungo l’asse terrestre e più lentamente quando viaggiano perpendicolarmente all’asse. I geofisici ritengono che la differenza di velocità – qualche punto percentuale più veloce lungo le tracce polari – derivi dall’allineamento dei cristalli di ferro nel nucleo interno.

Ma in una piccola area al centro, le onde più lente erano quelle che si muovevano con un angolo di 45 gradi rispetto all’asse invece che di 90 gradi, hanno detto i sismologi di Harvard.

Allora i dati disponibili erano troppo pochi per convincere tutti.

Le misurazioni migliori sarebbero le onde sismiche che viaggiano dall’origine del terremoto direttamente alla Terra e attraverso il nucleo interno più profondo. Tuttavia, il rilevamento di ciò richiede generalmente un sismometro situato quasi esattamente dall’altra parte della Terra, e quel punto si trova nel mezzo dell’oceano.

Il nuovo documento sfrutta il fatto che anche le onde sismiche rimbalzano. Pertanto, un sismometro vicino all’epicentro può rilevare il riflesso di un’onda che è passata attraverso la Terra e rimbalza indietro, attraversando due volte il nucleo interno più interno. Può anche essere riflessa avanti e indietro una seconda volta, viaggiando attraverso il nucleo interno quattro volte.

Negli ultimi anni è stato utilizzato un gran numero di sismografi, soprattutto negli Stati Uniti. La combinazione di segnali provenienti da più strumenti ha permesso di rilevare deboli riflessi da terremoti di magnitudo 6 o superiore. “Abbiamo elaborato 200 eventi e abbiamo scoperto che 16 di loro avevano queste onde di feedback”, ha affermato il dott. Tkalcic.

In uno dei terremoti scoppiati nelle Isole Salomone nel 2017, le onde hanno viaggiato cinque volte attraverso il nucleo più interno sono state rilevate da sismometri casualmente posizionati dall’altra parte del pianeta.

“Complimenti a loro per aver rivelato osservazioni che ulteriori studi potrebbero utilizzare per svelare la confusione della struttura del nucleo interno”, ha affermato Georg Helfrich dell’Istituto di Scienze della Terra e della Vita del Tokyo Institute of Technology in Giappone, che non è stato coinvolto nella ricerca.

Non sembra esserci alcuna grande differenza nella composizione tra la parte esterna e quella più interna del nucleo interno, e la transizione appare graduale piuttosto che netta.

Questo potrebbe indicare qualche cambiamento nell’antico passato della Terra, ha detto Vernon Cormier, un professore di fisica dell’Università del Connecticut che non è stato coinvolto nella ricerca. Il nucleo interno è piuttosto giovane, geologicamente parlando, ha affermato il dottor Cormier: le stime vanno da 600 milioni a un miliardo di anni. Questa è solo una frazione dei 4,5 miliardi di anni di storia del pianeta e la struttura del nucleo solido sembra essere complessa. A gennaio, altri scienziati hanno riferito che la velocità di rotazione del nucleo interno stava cambiando.

“Il motivo per cui le persone studiano l’infrastruttura interna è perché stanno cercando di collegarlo al campo magnetico terrestre”, ha affermato il dott. Cormier. “Le persone proveranno a cercare alcuni cambiamenti nel campo magnetico terrestre che potrebbero essersi verificati contemporaneamente al cambiamento nella cristallizzazione del nucleo interno”.