Głęboko pod naszymi stopami dzieje się coś, czego nie widać, nie słychać i nie da się poczuć. A jednak może mieć ogromne znaczenie dla zrozumienia naszej planety. Naukowcy odkryli, że część płynnego jądra Ziemi pod Oceanem Spokojnym około 2010 roku nagle zmieniła kierunek przepływu. To zaskakujące, bo do tej pory zakładano, że ruchy w zewnętrznym jądrze są bardziej stabilne i przewidywalne.
Płynne jądro Ziemi zaskoczyło naukowców
W centrum naszej planety znajduje się świat, którego nigdy nie zobaczymy bezpośrednio. To ocean roztopionego metalu, głównie żelaza, poruszający się w ekstremalnych warunkach ciśnienia i temperatury. Mówimy o zewnętrznym jądrze Ziemi, które nie jest stałą bryłą, lecz płynną, dynamiczną warstwą.
To właśnie tam powstaje mechanizm zwany geodynamem. W uproszczeniu: ruch przewodzącego metalu w jądrze zewnętrznym wytwarza pole magnetyczne Ziemi. A to pole działa jak tarcza. Chroni atmosferę i powierzchnię planety przed częścią szkodliwego promieniowania kosmicznego oraz wpływem wiatru słonecznego.
Dlatego to, co dzieje się tysiące kilometrów pod powierzchnią, nie jest tylko ciekawostką dla geologów. Od pracy jądra zależy jeden z najważniejszych systemów ochronnych naszej planety.
Co dokładnie odkryto pod Oceanem Spokojnym?
Z analizy danych satelitarnych wynika, że około 2010 roku fragment płynnego jądra Ziemi pod Pacyfikiem zmienił kierunek ruchu. Wcześniej przepływ w tym rejonie był słaby i skierowany na zachód. Po 2012 roku stał się wyraźniejszy i zaczął przesuwać się na wschód.
To było zaskakujące, bo ogólny wzorzec ruchu jądra zewnętrznego wskazywał raczej na przepływ zachodni. Naukowcy nie zobaczyli więc drobnego lokalnego zaburzenia, ale coś znacznie większego.
Badacze przeanalizowali 27 lat danych satelitarnych, obejmujących okres od 1997 do 2025 roku. Dzięki temu mogli porównać, jak zachowywało się jądro zewnętrzne przed zmianą, w jej trakcie i po niej.
Wynik? Ruch pod Pacyfikiem nie wyglądał jak przypadkowy, mały wir. Według ustaleń odpowiadał za około 5 procent przepływu powierzchniowego zewnętrznego jądra. To dużo, jeśli mówimy o zjawisku zachodzącym w tak ogromnej skali.
Naukowcy nie wiedzą jeszcze, co było przyczyną
Najważniejsze pytanie brzmi: dlaczego płynne jądro Ziemi zmieniło kierunek właśnie wtedy?
Na razie nie ma jednej pewnej odpowiedzi. Badacze rozważają kilka możliwości. Zmiana może być krótkotrwałą fluktuacją, częścią powtarzającego się cyklu albo początkiem nowego, bardziej stabilnego układu przepływów we wnętrzu planety.
Geolog Frederik Dahl Madsen z Uniwersytetu Edynburskiego zwraca uwagę, że to odkrycie rodzi nowe pytania o zachowanie głębokich warstw Ziemi. Naukowcy chcą teraz ustalić, czy obserwowany ruch będzie słabł, powróci do wcześniejszego kierunku, czy utrzyma się przez kolejne lata.
Co ciekawe, najnowsze pomiary wskazują, że przepływ, który nasilał się do około 2020 roku, później zaczął słabnąć. To jeszcze bardziej komplikuje obraz sytuacji.
Pole magnetyczne Ziemi jako okno do wnętrza planety
Nie możemy zejść do jądra Ziemi i zmierzyć jego ruchu tak, jak mierzy się nurt rzeki. Naukowcy korzystają więc z pośrednich metod. Jedną z najważniejszych jest obserwacja pola magnetycznego.
Zmiany w polu magnetycznym Ziemi mogą zdradzać, co dzieje się głęboko pod powierzchnią. Satelity rejestrują niewielkie różnice i zaburzenia, a badacze na ich podstawie odtwarzają możliwe ruchy płynnego metalu w jądrze zewnętrznym.
W tym przypadku szczególne znaczenie mają dane satelitarne związane z misjami obserwującymi ziemskie pole magnetyczne. To dzięki nim udało się zauważyć, że pod Oceanem Spokojnym zaszła zmiana, której wcześniej się nie spodziewano.
Czy ta zmiana ma wpływ na długość dnia?
Materiał wskazuje też na ciekawy zbieg okoliczności. Mniej więcej co 5,8 roku długość dnia na Ziemi ulega bardzo niewielkim zmianom. Te drobne różnice są wiązane między innymi z procesami zachodzącymi w jądrze naszej planety.
Około 2010 roku ten cykl został zakłócony i zaburzenie utrzymywało się do 2014 roku. W tym samym okresie pojawiły się również oznaki sejsmiczne sugerujące, że mogło dojść do zmiany zachowania jądra wewnętrznego.
To nie znaczy, że naukowcy mają już gotową odpowiedź. Raczej widzą zestaw sygnałów, które pojawiły się w podobnym czasie. Zmiana przepływu pod Pacyfikiem, zakłócenia w długości dnia i możliwe zmiany w jądrze wewnętrznym mogą być ze sobą powiązane, ale potrzeba dalszych badań, żeby to potwierdzić.
Wstrząsy geomagnetyczne i ślad z 2017 roku
Kolejnym elementem tej układanki są wstrząsy geomagnetyczne zarejestrowane w 2017 roku. Chodzi o nagłe zakłócenia w polu magnetycznym Ziemi, które mogą być związane z burzliwą aktywnością w jądrze.
Naukowcy podejrzewają, że te późniejsze zakłócenia mogły mieć związek z wcześniejszymi zmianami, które zaczęły się około 2010 roku. Jeśli tak, oznaczałoby to, że procesy w jądrze Ziemi nie tylko są dynamiczne, ale mogą też rozwijać się przez lata, zostawiając ślad w polu magnetycznym.
Czy mamy się czego bać?
Dla ludzi żyjących na powierzchni Ziemi to odkrycie nie oznacza bezpośredniego zagrożenia. Nie ma mowy o nagłej katastrofie, pękaniu planety czy czymkolwiek podobnym.
Znaczenie tej obserwacji jest inne. Chodzi o lepsze zrozumienie mechanizmu, który napędza pole magnetyczne Ziemi. Im dokładniej naukowcy poznają zachowanie jądra, tym lepiej będą mogli przewidywać zmiany pola magnetycznego i jego reakcję na procesy zachodzące we wnętrzu planety.
To ważne również dlatego, że pole magnetyczne ma wpływ na ochronę przed pogodą kosmiczną. Silne burze słoneczne mogą zakłócać działanie satelitów, systemów komunikacji i technologii, od których coraz bardziej zależy współczesny świat.
Wnętrze Ziemi jest bardziej zmienne, niż sądzono
Najciekawsze w tym odkryciu jest to, że podważa ono prosty obraz wnętrza naszej planety. Zewnętrzne jądro Ziemi nie jest spokojnym, przewidywalnym oceanem metalu poruszającym się zawsze według tego samego schematu.
Wygląda raczej na system pełen napięć, fal, zaburzeń i dużych zmian, które mogą obejmować ogromne obszary. Fragment jądra pod Pacyfikiem zachował się tak, jakby nagle oderwał się od wcześniejszego wzorca i ruszył w przeciwną stronę.
To pokazuje, że Ziemia pod naszymi stopami jest znacznie bardziej żywa, niż może się wydawać. Nie tylko atmosfera i oceany są dynamiczne. Dynamiczne jest także samo serce planety.
I właśnie dlatego dalsze obserwacje będą tak ważne. Jeśli przepływ pod Pacyfikiem nadal będzie słabł, naukowcy spróbują ustalić, czy był to jednorazowy epizod. Jeśli znowu się nasili, może wskazywać na większy cykl, którego dotąd nie rozumieliśmy.
Jedno jest pewne: płynne jądro Ziemi wciąż skrywa procesy, które dopiero zaczynamy poznawać.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Journal of Studies of Earth’s Deep Interior .