Gelombang seismik daripada gempa bumi mendedahkan perubahan dalam teras luar Bumi

Laluan biru menggambarkan gelombang seismik yang menembusi teras yang bergerak melalui kawasan di teras luar, di mana kelajuan seismik telah meningkat kerana aliran berketumpatan rendah telah berpindah ke kawasan tersebut. Kredit: Ying Zhou

Pada Mei 1997, gempa bumi besar menggegarkan wilayah Kepulauan Kermadec di Lautan Pasifik Selatan. Lebih sedikit 20 tahun kemudian, pada September 2018, gempa bumi besar kedua melanda lokasi yang sama, gelombang tenaga seismiknya terpancar dari rantau yang sama.

Walaupun gempa bumi berlaku selang dua dekad, kerana ia berlaku di rantau yang sama, ia dijangka menghantar gelombang seismik melalui lapisan Bumi pada kelajuan yang sama, kata Ying Zhou, ahli geosains dengan Jabatan Geosains di Virginia Tech College daripada Sains.

Tetapi dalam data yang direkodkan di empat daripada lebih 150 stesen Rangkaian Seismograf Global yang mencatatkan getaran seismik dalam masa nyata, Zhou menemui anomali antara peristiwa berkembar: Semasa 2018 gempa bumisatu set gelombang seismik yang dikenali sebagai gelombang SKS bergerak kira-kira satu saat lebih pantas daripada yang dilakukan oleh rakan sejawatannya pada tahun 1997.

Menurut Zhou, yang penemuannya baru-baru ini diterbitkan dalam Bumi Komunikasi & Alam Sekitarpercanggahan satu saat dalam masa perjalanan gelombang SKS memberi kita gambaran yang penting dan belum pernah berlaku sebelum ini tentang apa yang berlaku lebih dalam di pedalaman Bumi, di dalamnya. teras luar.

Apa yang ada di dalam dikira

Teras luar diapit di antara mantel, lapisan tebal batu di bawah kerak bumi, dan teras dalam, lapisan dalaman terdalam di planet ini. Ia terdiri terutamanya daripada besi cair yang mengalami perolakan, atau aliran bendalir, apabila Bumi menjadi sejuk. Pusaran logam cecair yang terhasil ini menghasilkan arus elektrik yang bertanggungjawab menjana medan magnet Bumi, yang melindungi planet dan semua kehidupan di atasnya daripada sinaran berbahaya dan angin suria.

Tanpa medan magnetnya, Bumi tidak dapat mengekalkan kehidupan, dan tanpa aliran logam cecair yang bergerak di teras luar, medan magnet tidak akan berfungsi. Tetapi pemahaman saintifik tentang dinamik ini adalah berdasarkan simulasi, kata Zhou, seorang profesor bersekutu. “Kami hanya tahu bahawa secara teori, jika anda mempunyai perolakan di teras luar, anda akan dapat menjana medan magnet, ” katanya.

Para saintis juga hanya dapat membuat spekulasi tentang sumber perubahan beransur-ansur dalam kekuatan dan arah medan magnet yang telah diperhatikan, yang mungkin melibatkan perubahan aliran dalam teras luar.

“Jika dilihat pada kutub geomagnet utara, ia kini bergerak pada kelajuan kira-kira 50 kilometer [31 miles] setahun,” kata Zhou. “Ia bergerak dari Kanada dan ke Siberia. The medan magnet tidak sama setiap hari. Ia berubah. Oleh kerana ia berubah, kami juga membuat spekulasi bahawa perolakan dalam teras luar berubah mengikut masa, tetapi tiada bukti langsung. Kami tidak pernah melihatnya.”

Gelombang seismik daripada gempa bumi mendedahkan perubahan dalam teras luar Bumi

Garis biru ialah sinar seismik di teras luar, di mana gelombang seismik yang menembusi teras bergerak melalui wilayah itu lebih cepat pada 2018 berbanding pada 1997. Kredit: Ying Zhou

Zhou mula mencari bukti itu. Perubahan yang berlaku dalam teras luar tidak dramatik, katanya, tetapi ia patut disahkan dan difahami secara asasnya. Dalam gelombang seismik dan perubahan kelajuannya pada skala masa sedekad, Zhou melihat cara untuk “pensampelan langsung” teras luar. Itu kerana gelombang SKS yang dia pelajari melaluinya.

“SKS” mewakili tiga fasa gelombang: Pertama ia melalui mantel sebagai gelombang S, atau gelombang ricih; kemudian ke teras luar sebagai gelombang mampatan; kemudian keluar melalui mantel sebagai gelombang S. Seberapa pantas gelombang ini bergerak sebahagiannya bergantung pada ketumpatan teras luar yang berada di laluannya. Jika ketumpatan lebih rendah di kawasan teras luar apabila gelombang menembusinya, gelombang akan bergerak lebih pantas, sama seperti gelombang SKS anomali pada tahun 2018.

“Sesuatu telah berubah di sepanjang laluan gelombang itu, jadi ia boleh pergi lebih pantas sekarang,” kata Zhou.

Bagi Zhou, perbezaan dalam kelajuan gelombang menunjukkan kawasan berketumpatan rendah yang terbentuk di teras luar dalam tempoh 20 tahun sejak gempa bumi 1997. Kelajuan gelombang SKS yang lebih tinggi semasa gempa bumi 2018 boleh dikaitkan dengan pembebasan unsur cahaya seperti hidrogen, karbon, dan oksigen dalam teras luar semasa perolakan yang berlaku semasa Bumi menjadi sejuk, katanya.

“Bahan yang ada di sana 20 tahun lalu sudah tidak ada lagi,” kata Zhou. “Ini adalah bahan baharu, dan ia lebih ringan. Elemen cahaya ini akan bergerak ke atas dan mengubah ketumpatan di kawasan di mana ia berada.”

Bagi Zhou, ini adalah bukti bahawa pergerakan benar-benar berlaku di dalam teras, dan ia berubah dari semasa ke semasa, seperti yang telah diteorikan oleh saintis. “Kami dapat melihatnya sekarang,” katanya. “Jika kita dapat melihatnya daripada gelombang seismik, pada masa hadapan, kita boleh menubuhkan stesen seismik dan memantau aliran itu.”

Apa yang akan datang

Itulah usaha Zhou seterusnya. Menggunakan kaedah pengukuran gelombang yang dikenali sebagai interferometri, pasukannya merancang untuk menganalisis rakaman seismik berterusan dari dua stesen seismik, satu daripadanya akan berfungsi sebagai sumber gempa bumi “maya”, katanya.

“Kita boleh menggunakan gempa bumi, tetapi batasan bergantung pada data gempa bumi ialah kita tidak boleh benar-benar mengawal lokasi gempa bumi,” kata Zhou. “Tetapi kita boleh mengawal lokasi stesen seismik. Kita boleh meletakkan stesen itu di mana-mana sahaja yang kita mahu, dengan laluan ombak dari satu stesen ke stesen lain melalui teras luar. Jika kita memantaunya dari masa ke masa, maka kita boleh lihat bagaimana gelombang seismik yang menembusi teras antara kedua-dua stesen itu berubah. Dengan itu, kita akan lebih dapat melihat pergerakan bendalir di teras luar dengan masa.”


Satelit kawanan mendedahkan gelombang magnet yang menyapu bahagian paling luar teras luar Bumi


Maklumat lanjut:
Ying Zhou, Perubahan sementara dalam kelajuan gelombang seismik menunjukkan pergerakan bendalir pantas di teras luar Bumi, Bumi Komunikasi & Alam Sekitar (2022). DOI: 10.1038/s43247-022-00432-7

Disediakan oleh
Virginia Tech


Petikan: Gelombang seismik daripada gempa bumi mendedahkan perubahan dalam teras luar Bumi (2022, 24 Jun) diambil 26 Jun 2022 daripada

Dokumen ini tertakluk kepada hak cipta. Selain daripada sebarang urusan adil untuk tujuan kajian atau penyelidikan persendirian, tiada bahagian boleh diterbitkan semula tanpa kebenaran bertulis. Kandungan disediakan untuk tujuan maklumat sahaja.

We would like to thank the writer of this article for this outstanding material

Gelombang seismik daripada gempa bumi mendedahkan perubahan dalam teras luar Bumi


Explore our social media accounts and also other related pageshttps://paw6.info/related-pages/