Grote aardbevingen hebben de geheimen van de binnenste kern van de aarde onthuld

Echo’s van aardbevingen terwijl ze heen en weer stuiteren door het centrum van de aarde hebben nieuwe details onthuld over de structuur van de binnenste kern van de planeet, volgens een studie gepubliceerd in het tijdschrift Natuurcommunicatie deze week¹.

Sinds enkele decennia stapelt het bewijs zich op dat de vaste kern van de planeet uit verschillende lagen bestaat²En³ Maar hun bezittingen bleven een mysterie.

Om de structuur van de binnenste kern beter te begrijpen, gebruikten de onderzoekers meerdere seismometers om te onderzoeken hoe seismische golven vervormden toen ze door de massieve bal van ijzer-nikkel in de kern van de aarde gingen. “De aarde trilt als een bel na een grote aardbeving, en niet alleen urenlang, maar dagenlang”, zegt medeauteur Hrvoje Tkalic, een geofysicus aan de Australian National University in Canberra, Australië.

Om deze oscillaties te detecteren, registreerden de onderzoekers de golfvormen in de buurt van de oorspronkelijke locatie van de aardbeving en bij de antipode – de direct tegenovergestelde positie op het aardoppervlak. Hierdoor konden ze terugkijken op de vele reizen door het middelpunt van de aarde. “Het is als een pingpongbal die heen en weer stuitert”, zegt medeauteur Thanh Son Pham, een postdoctoraal onderzoeker aan de Australian National University. Elke echo heeft ongeveer twintig minuten nodig om van de ene kant van de planeet naar de andere te gaan, en seismografen hebben tot vijf echo’s van een enkele gebeurtenis geregistreerd.

gestapelde metingen

Elk van de oorspronkelijke aardbevingen bereikte een magnitude van meer dan zes, maar de golven werden steeds zwakker toen ze door de kern van de aarde gingen. De onderzoekers gebruikten een techniek genaamd ‘stapelen’, waarbij golfvormen van een enkele gebeurtenis werden gecombineerd om een ​​gedetailleerder beeld te krijgen van de vervorming vanuit het diepere centrum.

Ze ontdekten dat de golven door de binnenste, binnenste kern – die naar schatting ongeveer 650 kilometer dik is – anders reizen dan het buitenste deel. Golven die door het binnenste deel van de kern gingen, vertraagden in de ene richting, terwijl golven die door de buitenste laag gingen in een andere richting vertraagden. “Het betekent simpelweg dat de ijzerkristallen – ijzer, dat dominant is in de binnenkern – waarschijnlijk op een andere manier zijn georganiseerd dan de buitenste schil van de binnenkern”, zegt Tkalčić.

Geofysicus Vernon Cormier van de Universiteit van Connecticut in Storrs zegt dat de studie belangrijk is omdat het een meting van het binnenste deel van de aarde oplevert die erg moeilijk te bereiken was. “Het vereist het vinden van seismische golven die op een zeer lange afstand zijn geregistreerd en die vrij zwak zijn in amplitude, en vervolgens de amplitude optimaliseren zodat je de golfsnelheid diep in het binnenste van de aarde kunt meten”, zegt Cormier.

Hoewel deze techniek routinematig wordt gebruikt voor de exploratie van mineralen, wordt deze niet vaak gebruikt in de geofysica.

De nieuwste ontdekking zal helpen begrijpen hoe de vaste binnenkern van de aarde is gevormd – een proces waarvan wordt aangenomen dat het ergens tussen 600 miljoen en 1,5 miljard jaar geleden is begonnen – en welke rol het zou kunnen spelen bij het vormgeven van het magnetische veld.