האם ליבת כדור הארץ מאבדת מהירות?

החוקרים אספו וניתחו נתוני סיסמיקה שתועדו סביב איי סנדוויץ’ הדרומיים מ-121 רעידות אדמה חוזרות שהתרחשו בין 1991 ל-2023. הם גם השתמשו בנתונים מניסויים גרעיניים סובייטיים כפולים בין השנים 1971 ו-1974, וכן מניסויי גרעין חוזרים של צרפת וארה”ב ממחקרים אחרים של הליבה הפנימית

מחקר חדש מספק עדות ברורה לכך שליבת כדור הארץ החלה להאט את מהירותה סביב שנת 2010.

מדעני אוניברסיטת דרום קליפורניה (USC) גילו כי ליבת כדור הארץ מאיטה ביחס לפני השטח של הכוכב, תופעה שהחלה בערך בשנת 2010 לאחר עשורים של מגמה הפוכה. שינוי משמעותי זה התגלה באמצעות ניתוח מפורט של נתוני סיסמוגרפיה מרעידות אדמה ומבדיקות גרעיניות. ההאטה מושפעת מדינמיקת הליבה החיצונית הנוזלית שמקיפה את הליבה הפנימית ומהכוח המשיכה של מעטפת כדור הארץ, ויכולה להשפיע מעט על סיבוב כדור הארץ.

דינמיקת הליבה הפנימית

מדענים ב-USC הוכיחו כי ליבת כדור הארץ הולכת אחורנית – מאיטה – ביחס לפני השטח של כוכב הלכת, כפי שמוצג במחקר חדש שפורסם ב-12 ביוני בכתב העת Nature.

הקהילה המדעית דנה זה זמן רב בתנועת הליבה הפנימית, כאשר חלק מהמחקרים טוענים שהיא מסתובבת מהר יותר מפני השטח של כדור הארץ. אולם, מחקר עדכני מ-USC מראה באופן חד-משמעי כי החל משנת 2010 הליבה הפנימית מאטה, ונעה כעת בקצב איטי יותר מאשר פני השטח של כדור הארץ.

“כשראיתי לראשונה את הסייסמוגרמות שרמזו על השינוי הזה, הייתי מופתע,” אמר ג’ון וידייל, פרופסור למדעי כדור הארץ בקולג’ לטרס, אומנויות ומדעים של USC. “אבל כשהצלחנו למצוא עוד שתי תריסר תצפיות שמראות את אותו דפוס, התוצאה הייתה בלתי נמנעת. הליבה הפנימית האטה לראשונה בעשורים רבים. מדענים אחרים הציעו לאחרונה מודלים דומים ושונים, אך המחקר שלנו מספק את הפתרון המשכנע ביותר.”

יחסיות ההתנהגות ההפוכה וההאטה

הליבה הפנימית נחשבת כהולכת אחורה ביחס לפני השטח של כדור הארץ בגלל שהיא נעה קצת לאט יותר מאשר מעטפת כדור הארץ לראשונה בכ-40 שנה. יחסית למהירותה בעשורים קודמים, הליבה הפנימית מאטה.

הליבה הפנימית היא כדור ברזל-ניקל מוצק שמוקף בליבה החיצונית הנוזלית מברזל-ניקל. גודלה בערך כגודלו של הירח. הליבה הפנימית נמצאת ביותר מ-4,500 ק”מ מתחת לרגלינו ומהווה אתגר לחוקרים: לא ניתן לבקר בה או לראות אותה. מדענים חייבים להשתמש בגלים סיסמיים מרעידות אדמה כדי ליצור הדמיות של תנועת הליבה הפנימית.

וידייל ביחד עם וי וונג מהאקדמיה הסינית למדעים השתמשו בצורת גל ורעידות אדמה חוזרות בניגוד למחקרים אחרים. רעידות אדמה חוזרות הן אירועים סיסמיים שמתרחשים באותו מקום ומייצרים סייסמוגרמות זהות.

במחקר זה, החוקרים אספו וניתחו נתוני סיסמיקה שתועדו סביב איי סנדוויץ’ הדרומיים מ-121 רעידות אדמה חוזרות שהתרחשו בין 1991 ל-2023. הם גם השתמשו בנתונים מניסויים גרעיניים סובייטיים כפולים בין השנים 1971 ו-1974, וכן מניסויי גרעין חוזרים של צרפת וארה”ב ממחקרים אחרים של הליבה הפנימית.

וידייל אמר שהאטת הליבה הפנימית נגרמה על ידי סיבוב הליבה החיצונית הנוזלית שמקיפה אותה, שמייצרת את השדה המגנטי של כדור הארץ, וכן משיכות כבידה מאזורי סלע צפופים במעטפת העליונה של כדור הארץ.

השפעה על פני השטח של כדור הארץ

ההשפעות של שינוי זה בתנועת הליבה הפנימית על פני השטח של כדור הארץ ניתנות רק להערכה. וידייל אמר שהליבה הפנימית ההולכת אחורה עשויה לשנות את אורך היום בשברירי שניה: “קשה מאוד להבחין בכך, בסדר גודל של אלפית שניה, כמעט אבוד בתוך הרעש של האוקיינוסים המתערבלים והאטמוספירה.”

המחקר העתידי של מדעני USC שואף למפות את מסלול הליבה הפנימית בפירוט גדול יותר כדי לחשוף בדיוק מדוע היא משתנה. “ריקוד הליבה הפנימית עשוי להיות אפילו יותר תוסס ממה שאנחנו יודעים עד כה,” אמר וידייל.

דינמיקת הליבה הפנימית

מדענים ב-USC הוכיחו כי ליבת כדור הארץ הולכת אחורנית – מאיטה – ביחס לפני השטח של כוכב הלכת, כפי שמוצג במחקר חדש שפורסם ב-12 ביוני בכתב העת Nature.

הקהילה המדעית דנה זה זמן רב בתנועת הליבה הפנימית, כאשר חלק מהמחקרים טוענים שהיא מסתובבת מהר יותר מפני השטח של כדור הארץ. אולם, מחקר עדכני מ-USC מראה באופן חד-משמעי כי החל משנת 2010 הליבה הפנימית מאטה, ונעה כעת בקצב איטי יותר מאשר פני השטח של כדור הארץ.

“כשראיתי לראשונה את הסייסמוגרמות שרמזו על השינוי הזה, הייתי מופתע,” אמר ג’ון וידייל, פרופסור למדעי כדור הארץ בקולג’ לטרס, אומנויות ומדעים של USC. “אבל כשהצלחנו למצוא עוד שתי תריסר תצפיות שמראות את אותו דפוס, התוצאה הייתה בלתי נמנעת. הליבה הפנימית האטה לראשונה בעשורים רבים. מדענים אחרים הציעו לאחרונה מודלים דומים ושונים, אך המחקר שלנו מספק את הפתרון המשכנע ביותר.”

יחסיות ההתנהגות ההפוכה וההאטה

הליבה הפנימית נחשבת כהולכת אחורה ביחס לפני השטח של כדור הארץ בגלל שהיא נעה קצת לאט יותר מאשר מעטפת כדור הארץ לראשונה בכ-40 שנה. יחסית למהירותה בעשורים קודמים, הליבה הפנימית מאטה.

הליבה הפנימית היא כדור ברזל-ניקל מוצק שמוקף בליבה החיצונית הנוזלית מברזל-ניקל. גודלה בערך כגודלו של הירח. הליבה הפנימית נמצאת ביותר מ-4,500 ק”מ מתחת לרגלינו ומהווה אתגר לחוקרים: לא ניתן לבקר בה או לראות אותה. מדענים חייבים להשתמש בגלים סיסמיים מרעידות אדמה כדי ליצור הדמיות של תנועת הליבה הפנימית.

גישה חוזרת

וידייל ביחד עם וי וונג מהאקדמיה הסינית למדעים השתמשו בצורת גל ורעידות אדמה חוזרות בניגוד למחקרים אחרים. רעידות אדמה חוזרות הן אירועים סיסמיים שמתרחשים באותו מקום ומייצרים סייסמוגרמות זהות.

במחקר זה, החוקרים אספו וניתחו נתוני סיסמיקה שתועדו סביב איי סנדוויץ’ הדרומיים מ-121 רעידות אדמה חוזרות שהתרחשו בין 1991 ל-2023. הם גם השתמשו בנתונים מניסויים גרעיניים סובייטיים כפולים בין השנים 1971 ו-1974, וכן מניסויי גרעין חוזרים של צרפת וארה”ב ממחקרים אחרים של הליבה הפנימית.

וידייל אמר שהאטת הליבה הפנימית נגרמה על ידי סיבוב הליבה החיצונית הנוזלית שמקיפה אותה, שמייצרת את השדה המגנטי של כדור הארץ, וכן משיכות כבידה מאזורי סלע צפופים במעטפת העליונה של כדור הארץ.

השפעה על פני השטח של כדור הארץ

ההשפעות של שינוי זה בתנועת הליבה הפנימית על פני השטח של כדור הארץ ניתנות רק להערכה. וידייל אמר שהליבה הפנימית ההולכת אחורה עשויה לשנות את אורך היום בשברירי שניה: “קשה מאוד להבחין בכך, בסדר גודל של אלפית שניה, כמעט אבוד בתוך הרעש של האוקיינוסים המתערבלים והאטמוספירה.”

המחקר העתידי של מדעני USC שואף למפות את מסלול הליבה הפנימית בפירוט גדול יותר כדי לחשוף בדיוק מדוע היא משתנה. “ריקוד הליבה הפנימית עשוי להיות אפילו יותר תוסס ממה שאנחנו יודעים עד כה,” אמר וידייל.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען:

• מדעני מכון ויצמן למדע צפו לראשונה בסופרנובה של כוכב ענק
• הכדור המושך
• דויטריום דחוס ביותר כאנרגיה גרעינית
• רעידות האדמה שמספרות את סיפורה של ליבת כדור הארץ