Eyvah!.. Dünya'nın çekirdeğinin dönüşü durma noktasında.. Peki şimdi ne olacak?

Bilim insanları, Dünya'nın çekirdeğinin geriye doğru hareket edecek kadar yavaşladığını doğruladı. Bunun anlamı şu olabilir

Dünya'nın derinliklerinde, dönen gezegenimizden bağımsız olarak dönen, daha büyük bir topaç içinde dönen bir topaç gibi, gizemle örtülü katı bir metal top vardır.

Bu iç çekirdek, Danimarkalı sismolog Inge Lehmann tarafından 1936'da keşfedildiğinden beri araştırmacıları meraklandırmıştır ve nasıl hareket ettiği (dönme hızı ve yönü) onlarca yıldır süren bir tartışmanın merkezinde yer almaktadır. Giderek artan sayıda kanıt, çekirdeğin dönüşünün son yıllarda önemli ölçüde değiştiğini öne sürmektedir, ancak bilim insanları tam olarak ne olduğu ve bunun ne anlama geldiği konusunda fikir ayrılığına düşmüştür.

Sorunun bir kısmı, Dünya'nın derin iç kısmının doğrudan gözlemlenmesinin veya örneklenmesinin imkansız olmasıdır. Sismologlar, bu bölgeyi vuran büyük depremlerden gelen dalgaların nasıl davrandığını inceleyerek iç çekirdeğin hareketi hakkında bilgi topladılar. Çekirdekten farklı zamanlarda geçen benzer güçteki dalgalar arasındaki farklılıklar, bilim insanlarının iç çekirdeğin pozisyonundaki değişiklikleri ölçmesini ve dönüşünü hesaplamasını sağladı.

Avustralya'daki James Cook Üniversitesi'nde fizik bilimleri alanında kıdemli öğretim görevlisi olan Dr. Lauren Waszek, "İç çekirdeğin farklı dönüşü 1970'lerde ve 80'lerde bir olgu olarak öne sürüldü, ancak sismolojik kanıtlar ancak 90'larda yayınlandı" dedi.

Ancak araştırmacılar bu bulguların nasıl yorumlanacağı konusunda tartıştılar, "öncelikle uzaklığı ve sınırlı mevcut veriler nedeniyle iç çekirdeğin detaylı gözlemlerini yapmanın zorluğu nedeniyle" dedi Waszek. Sonuç olarak, "sonraki yıllar ve on yıllar boyunca yapılan çalışmalar, dönüş hızı ve ayrıca mantoya göre yönü konusunda fikir ayrılığına düştü" diye ekledi. Bazı analizler çekirdeğin hiç dönmediğini bile öne sürdü.

2023'te önerilen umut verici bir model, geçmişte Dünya'nın kendisinden daha hızlı dönen ancak şimdi daha yavaş dönen bir iç çekirdeği tanımladı. Bilim insanları, bir süre çekirdeğin dönüşünün Dünya'nın dönüşüyle ​​uyumlu olduğunu bildirdi. Sonra çekirdek, etrafındaki sıvı katmanlarına göre geriye doğru hareket edene kadar daha da yavaşladı.

O zamanlar bazı uzmanlar bu sonucu desteklemek için daha fazla veriye ihtiyaç duyulduğu konusunda uyarmıştı ve şimdi başka bir bilim insanları ekibi, iç çekirdeğin dönüş hızı hakkındaki bu hipotez için ikna edici yeni kanıtlar sundu. 12 Haziran'da Nature dergisinde yayınlanan araştırma, çekirdek yavaşlamasını doğrulamakla kalmıyor, aynı zamanda bu çekirdek yavaşlamasının on yıllardır devam eden yavaşlama ve hızlanma örüntüsünün bir parçası olduğu yönündeki 2023 önerisini de destekliyor.

Güney Kaliforniya Üniversitesi Dornsife Edebiyat, Sanat ve Fen Fakültesi'nde Dekanlık Yer Bilimleri Profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Dr. John Vidale, yeni bulguların ayrıca dönme hızındaki değişimlerin 70 yıllık bir döngüyü izlediğini doğruladığını söyledi.

"Bunun hakkında 20 yıldır tartışıyoruz ve bence bu konuyu çözdü," dedi Vidale. "İç çekirdeğin hareket edip etmediği ve son birkaç on yıldır örüntüsünün ne olduğu konusundaki tartışmayı sonlandırdığımızı düşünüyorum."

Ancak herkes bu konunun çözüldüğüne ikna olmuş değil ve iç çekirdekteki yavaşlamanın gezegenimizi nasıl etkileyebileceği hala açık bir soru - yine de bazı uzmanlar Dünya'nın manyetik alanının bunda rol oynayabileceğini söylüyor.

Manyetik çekim

Dünya'nın yaklaşık 3.220 mil (5.180 kilometre) derinliklerinde gömülü olan katı metal iç çekirdek, sıvı metal dış çekirdekle çevrilidir. İç çekirdek çoğunlukla demir ve nikelden oluşur ve güneşin yüzeyi kadar sıcak olduğu tahmin edilmektedir - yaklaşık 9.800 derece Fahrenheit (5.400 derece Santigrat).

Dünya'nın manyetik alanı bu sıcak metalden oluşan katı topu çeker ve onu döndürür. Aynı zamanda, akışkan dış çekirdek ve manto'nun yerçekimi ve akışı çekirdekte sürüklenir. Vidale, bu kuvvetlerin itme ve çekmesinin onlarca yıl boyunca çekirdeğin dönüş hızında değişikliklere neden olduğunu söyledi.

Dış çekirdekteki metal açısından zengin sıvının çalkalanması, gezegenimizi ölümcül güneş radyasyonundan koruyan Dünya'nın manyetik alanını çalıştıran elektrik akımları üretir. İç çekirdeğin manyetik alan üzerindeki doğrudan etkisi bilinmese de, bilim insanları daha önce 2023'te daha yavaş dönen bir çekirdeğin potansiyel olarak onu etkileyebileceğini ve ayrıca bir günün uzunluğunu kesirli olarak kısaltabileceğini bildirmişti.

Bilim insanları gezegenin her yerini "görmeye" çalıştıklarında, genellikle iki tür sismik dalgayı takip ederler: basınç dalgaları veya P dalgaları ve kesme dalgaları veya S dalgaları. ABD Jeoloji Araştırması'na göre, P dalgaları her türlü maddeden geçer; S dalgaları ise yalnızca katılardan veya aşırı viskoz sıvılardan geçer.

Sismologlar 1880'lerde depremler tarafından üretilen S dalgalarının Dünya'nın tamamından geçmediğini fark ettiler ve bu yüzden Dünya'nın çekirdeğinin erimiş olduğu sonucuna vardılar. Ancak bazı P dalgaları Dünya'nın çekirdeğinden geçtikten sonra beklenmedik yerlerde ortaya çıktı - Lehmann'ın dediği gibi bir "gölge bölgesi" - açıklanması imkansız anomaliler yarattı. Lehmann, 1929'da Yeni Zelanda'da meydana gelen büyük bir depremden elde edilen verilere dayanarak, asi P dalgalarının sıvı dış çekirdek içindeki katı bir iç çekirdekle etkileşime giriyor olabileceğini öne süren ilk kişiydi.

1964'ten beri Dünya'nın iç çekirdeğinden benzer yollar boyunca geçen depremlerden gelen sismik dalgaları izleyerek, 2023 çalışmasının yazarları dönüşün 70 yıllık bir döngüyü izlediğini buldu. 1970'lerde, iç çekirdek gezegenden biraz daha hızlı dönüyordu. 2008 civarında yavaşladı ve 2008'den 2023'e kadar mantoya göre hafifçe ters yönde hareket etmeye başladı.

Gelecekteki çekirdek dönüşü

Yeni çalışma için Vidale ve ortak yazarları, aynı yerlerde farklı zamanlarda meydana gelen depremler tarafından üretilen sismik dalgaları gözlemlediler. Güney Amerika'nın en güney ucunun doğusunda, Atlas Okyanusu'ndaki volkanik adalardan oluşan bir takımada olan Güney Sandwich Adaları'nda 1991 ile 2023 arasında meydana gelen bu tür depremlere dair 121 örnek buldular. Araştırmacılar ayrıca 1971 ile 1974 arasında gerçekleştirilen Sovyet nükleer testlerinden gelen çekirdek nüfuz eden şok dalgalarına da baktılar.

Vidale, çekirdeğin dönmesinin dalganın varış zamanını etkilediğini söyledi. Sismik sinyallerin çekirdeğe temas ettiği zamanlamalarının karşılaştırılması, çekirdek dönüşünde zaman içinde meydana gelen değişiklikleri ortaya çıkardı ve 70 yıllık dönüş döngüsünü doğruladı. Araştırmacıların hesaplamalarına göre çekirdek tekrar hızlanmaya başlamak üzere.

Çekirdekten geçerken tek tek depremleri ölçen diğer sismografik çekirdek çalışmalarıyla karşılaştırıldığında — ne zaman meydana geldiklerine bakılmaksızın — yalnızca eşleştirilmiş depremleri kullanmak, kullanılabilir veri miktarını azaltıyor ve "yöntemi daha zorlu hale getiriyor" diyor Waszek. Ancak, Vidale'e göre bunu yapmak bilim insanlarının çekirdek dönüşündeki değişiklikleri daha büyük bir hassasiyetle ölçmesini de sağladı. Ekibinin modeli doğruysa, çekirdek dönüşü yaklaşık beş ila 10 yıl içinde tekrar hızlanmaya başlayacak.

Sismograflar ayrıca, 70 yıllık döngüsü boyunca çekirdeğin dönüşünün farklı hızlarda yavaşlayıp hızlandığını ortaya koydu, Vidale "bunun bir açıklamaya ihtiyacı olacak" dedi. Bir olasılık, metal iç çekirdeğin beklendiği kadar katı olmamasıdır. Dönerken deforme olursa, bunun dönüş hızının simetrisini etkileyebileceğini söyledi.

Waszek, ekibin hesaplamalarının ayrıca çekirdeğin ileri ve geri hareket için farklı dönüş hızlarına sahip olduğunu gösterdiğini ve bunun "söyleme ilginç bir katkı" sağladığını söyledi.

Ancak iç çekirdeğin derinliği ve erişilemezliği belirsizliklerin devam ettiği anlamına geliyor, diye ekledi. Çekirdek rotasyonu hakkındaki tartışmanın gerçekten sona erip ermediğine gelince, "Bunu daha fazla araştırmak için daha fazla veriye ve geliştirilmiş disiplinlerarası araçlara ihtiyacımız var," dedi Waszek.

'Potansiyel dolu'

Vidale, çekirdek dönüşündeki değişimlerin — bunlar izlenebilse ve ölçülebilse de — Dünya yüzeyindeki insanlar tarafından neredeyse fark edilemeyeceğini söyledi. Çekirdek daha yavaş döndüğünde, manto hızlanır. Bu değişim Dünya'nın daha hızlı dönmesini sağlar ve bir günün uzunluğu kısalır. Ancak bu tür dönüşsel değişimler gün uzunluğunda yalnızca binde bir saniyeye karşılık gelir, dedi.

"Bir kişinin ömrü boyunca bu etki açısından?" dedi. "Bunun çok fazla anlam ifade ettiğini hayal edemiyorum."

Bilim insanları, Dünya'nın derin iç kısmının nasıl oluştuğunu ve aktivitenin gezegenin tüm yeraltı katmanları arasında nasıl bağlantı kurduğunu öğrenmek için iç çekirdeği inceliyor. Vidale, sıvı dış çekirdeğin katı iç çekirdeği sardığı gizemli bölgenin özellikle ilginç olduğunu ekledi. Sıvı ve katının buluştuğu bir yer olarak, bu sınır, çekirdek-manto sınırı ve manto ile kabuk arasındaki sınır gibi "aktivite potansiyeliyle doludur".

"Örneğin, katı ve sıvının buluştuğu ve hareket ettiği iç çekirdek sınırında volkanlar olabilir" dedi.

İç çekirdeğin dönmesi dış çekirdekteki hareketi etkilediğinden, iç çekirdeğin dönüşünün Dünya'nın manyetik alanına güç sağladığı düşünülüyor, ancak kesin rolünü çözmek için daha fazla araştırma gerekiyor. Ve iç çekirdeğin genel yapısı hakkında hala öğrenilecek çok şey var, dedi Waszek.

"Yeni ve gelecek metodolojiler, Dünya'nın iç çekirdeğine ilişkin devam eden soruların, özellikle de dönüş sorusunun yanıtlanmasında merkezi bir rol oynayacak."

Mindy Weisberger, Live Science, Scientific American ve How It Works dergilerinde yazıları yayınlanan bir bilim yazarı ve medya yapımcısıdır.