За първи път екип изследователи от Австралийския национален университет потвърди, че вътрешното ядро на планетата ни е наистина твърдо - макар и не толкова, колкото предполагаха предишните модели, пише ScienceАlert.
Това е установено по нов начин, описан в статия, публикувана в Science.
Самият факт, че знаем толкова много за вътрешността на Земята, е удивителен. Най-дълбоката дупка, която сме изкопали, е дълбока "само" около 12 километра, докато радиусът на нашата планета е 6378 км - как бихме могли да знаем толкова много за структурата на Земята?
Опростена схема на структурата на Земята.
Сеизмичните вълни
Учените използват много неща, за да проучат тази структура, но най-важната информация идва от сеизмичните вълни. Всеки път, когато се случва земетресение, то изпраща вълни на натиск във всички посоки - много подобни на акустичните вълни, които използваме, за да разговаряме и да чуваме звуци. Тези вълни се разпространяват под повърхността, отразяват се и се пречупват, когато преминават от една среда в друга. Накрая те достигат до повърхността, където се регистрират от сеизмографи - устройства, които измерват движението на земята.
С помощта на сеизмографите изследователите могат да извлекат изненадващо голямо количество информация. Например, чрез измерване на времето на пристигане на сеизмичните вълни в различни сеизмографски станции, може да се засече позицията на епицентъра на земетресенията - така знаем къде се случват земетресенията.
Но това е само началото.
Типична сеизмограма.
Нещо повече, от данните за самото земетресение, можем да извлечем данни за скалите, през които е преминала сеизмичната вълна .
Общо взето, има три вида сеизмични вълни:
- P или първични вълни (Primary waves), които са надлъжни вълни (това са най-бързите и първите, които пристигат);
Източник: geometrics.com
- S или вторични вълни (Secondary waves), които са напречни срязващи вълни;
Източник: geometrics.com
- Повърхностни вълни, които са по-бавни от двете P и S вълни, но имат по-голяма амплитуда и по-сложни движения.
Източник: geometrics.com
P-вълните пътуват през всякакъв тип среда, докато S-вълните се движат само през твърди среди - през течни не преминават. Това е важен индикатор и благодарение на него сега се знае, че външното ядро на Земята е течно, тъй като S-вълните не преминават през него. Това не е течност в конвенционалния смисъл (по-скоро е нещо вискозно като разтопена лава или гъст мед), но определено не е твърдо.
Изображение на различни сеизмични вълни, разпространяващи се през Земята.
По този начин се разбра също и че вътрешното ядро е твърдо, тъй като S-вълните могат да преминат през него. Въпреки това, малкият размер на вътрешното ядро прави откриването на срязващите вълни много трудно и тази теория все още се нуждае от допълнителна проверка.
С тази идея е направено новото проучване.
J вълни
J вълната е всъщност S вълна, която преминава през най-вътрешното ядро.
J вълните са по-неуловими, защото имат малки амплитуди, а вътрешното ядро на Земята е с относително малък обем, което означава, че повечето сеизмични вълни преминават покрай него, без да го засегнат. Малките слаби амплитуди са толкова голям проблем, че откриването на J-вълните понякога се нарича "Свещен Граал" на глобалната сеизмология.
Въпреки това доц. Хрвое Ткалчич (Hrvoje Tkalčić) и докторантът Тхан-Сон Пхам (Than-Son Phạm) твърдят, че са открили нов находчив начин за идентифициране на J-вълните.
Те не наблюдават директно идващата вълна, а я пренебрегват в по-голямата й част и следват вълновите сигнали, след като са преминали най-силните. Като изучават сходствата между тези сигнали при два приемника след голямо земетресение те могат да наблюдават корелация на моделите и тази корелация е ключът към идентификацията на J-вълната. Подобен подход е използван от други учени за изследване на дебелината на антарктическия лед.
"Изхвърлихме първите три часа на сеизмограмата и разгледахме какво се случва между три и десет часа след земетресението. Искахме да се отървем от силните сигнали. С помощта на глобалната мрежа от станции взехме всяка една двойка приемници и всяко едно голямо земетресение - много комбинации - и измерихме приликите между сеизмограмите. Това е кръстосана корелация или измерване на приликата. На басата на тези прилики създадохме глобална корелограма - нещо като пръстов отпечатък на Земята”, обяснява водещият автор Ткалчич.
Използвайки този подход изследователите потвърждават, че вътрешното ядро изглежда наистина твърдо, макар да има някои разлики с досегашните модели. Всъщност то е малко подобно на два много познати материали - злато и платина.
"Открихме, че вътрешното ядро е наистина твърдо, но също така открихме, че е по-меко от предишните представи", заяви Ткалчич.
"Оказва се, че ако нашите резултати са верни, вътрешното ядро има еластични свойства подобни на златото и платината. Вътрешното ядро е като капсула на времето, ако го разберем, ще разберем как се е формирала планетата и как се развива".
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
15914
1
23.10 2018 в 10:16
Последни коментари