Ugrás a tartalomra

Az FI kutatói segítenek választ kapni arra a kérdésre, hogy valóban megfordul-e a Föld belső magja

Hírek

A Pekingi Egyetem két geofizikus kutatójának, Yi Yangnak és Xiaodong Songnak a Nature Geoscience folyóiratban 2023. január 23-án megjelent tanulmánya a belső földmag forgásának évtizedes változásaival foglalkozik. A cikk megjelenését követően a hazai sajtóban több írás is megjelent, amelyek tévesen úgy értelmezték a publikáció eredményét, mintha az a Föld belső magjának a Földéhez képest teljesen ellentétes irányúvá váló forgását, sőt akár a teljes földmag – ideértve a bolygónk mágneses mezejét fenntartó külső magot is – fizikai változásainak leállását mutatta volna ki. Az ELKH Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet (FI) szakterületi kutatói – Kuslits Lukács, Lemperger István és Wesztergom Viktor – a jelen írásban foglalják össze a tanulmány tudományos következtetéseit. 

.

A Föld belső szerkezete 

Forrás: discovermagazine.com /Gary Hincks/ Science Photo Library

A tudományos cikk következtetése a folyékony külső magba ágyazott, szilárdnak tekinthető belső magnak a szilárd földköpenyhez (és -kéreghez) viszonyított differenciális forgásának piciny – évente mindössze néhány tized fok nagyságrendű – változását valószínűsíti, ami évtizedes oszcillációt mutat. Ez azt jelenti, hogy körülbelül az 1970-es évek előtt a belső mag a köpenyhez képest kicsit lemaradt a forgásban, ekkortájt viszont szinkronba került vele, majd elkezdett kissé gyorsabban forogni. A 2000-es években ez a folyamat megállt és a visszájára fordult. A jelenség lényegét ahhoz lehet némileg hasonlítani, ahogyan a konyhában a főtt tojást próbáljuk megkülönböztetni a nyerstől. A jelenséget az teszi lehetővé, hogy a mag belső részét nem egy szilárd, hanem egy folyékony külső rész választja el a Föld köpenyétől. 

Mindezt meglehetősen leleményes módszerrel mutatták ki a kutatók.

.

A kutatásban felhasznált, hasonló helyen különböző időben kipattant, hasonló jellegű földrengések szeizmikus hullámainak terjedése a Föld belsején keresztül az epicentrumtól (zöld csillagokkal jelölve) a szeizmológiai állomásig (fekete háromszögekkel jelölve). 
Az IC-vel jelölt kör a belső földmagot, az OC a külső földmagot jelöli. 
Forrás: Yi Yang & Xiaodong Song, Nature Geoscience (2023)

Elsősorban olyan földrengések szeizmikus jeleit használták fel, amelyek hasonló helyen hasonló, az egész bolygót átszelni képes rengéshullámokat keltettek. Azonban e rengések időben egymáshoz képest akár több évtizedes eltéréssel is kipattanhattak, ezekből az adatokból ily módon lehetőségük nyílt a kutatóknak a földbelsőben bekövetkező évtizedes változásokra következtetni. Hogyha valami ez alatt az idő alatt változott a bolygónkon áthaladó szeizmikus hullámokban, akkor az azért történhetett, mert a Föld belsejének állapota is jelentősen megváltozott. A tanulmány szerzői szerint a belső mag forgásában bekövetkezett fent leírt változás erre az állapotváltozásra vezethető vissza. 

Felmerül a kérdés, hogy miért jutottak erre a következtetésre. Részben azért, mivel sok olyan hullámot vizsgáltak, amelyek útjuk jelentős részét a belső magon keresztül tették meg, másrészt azért, mert függetlenül attól, hogy a Földön hol vizsgáltak a rengéshullámok terjedésében bekövetkezett ilyen változásokat, azok hasonló időszakban mindig hasonlóak voltak. Ez utóbbi jelenség pedig arra utal, hogy nem a belső mag egy részének állapotában változott meg időközben valami, hanem az egész belső mag mint heterogén (összetett) szilárd test forgása változhatott meg a köpenyhez képest. Ezt tovább erősíti a kutatóknak az a megfigyelése, hogy a szeizmikus terjedési idők eltérésében kimutatható változások jól egyeznek a napok hosszában bekövetkezett piciny (tizedmásodperces) évtizedes változásokkal is, azaz a belső mag változó sebességű forgása mintha kicsit „megrángatná” forgásában a teljes Földet is. 

Még számos hasonló következtetésre jutó tanulmány szükséges ahhoz, hogy ezt az eredményt tényként lehessen kezelni. Ha mindez megerősítést nyer, akkor a cikk szerzői által is leírt ok a két hatás összjátékában keresendő. Ugyanis érdekes módon amellett, hogy a köpeny tömegvonzása hat a belső magra, a külső mag, elsősorban az erős mágneses mező révén, szintén befolyásolja a forgását. Ez utóbbi azért történhet, mert a belső mag a külsőhöz hasonlóan rendkívül jó elektromos vezető, alapvetően fémek elegye alkotja. Ha egy ilyen kölcsönhatás eredményét tudták most megfigyelni, az izgalmas távlatokat nyithat: a bolygónk mágneses mezejét a külső magban keltő és fenntartó, összetett, és még napjainkban is sok titkot rejtő folyamatnak az évtizedes skálájú változásairól árulkodhat. Ezek a fent bemutatott változások nincsenek közvetlen kapcsolatban a Föld mágneses pólusainak felcserélődésével, nem tekinthetők egy esetleges pólusváltás előjelének.