Ανακαλύφθηκε με τη βοήθεια σεισμικών κυμάτων ότι ο πυρήνας της Γης είναι στερεός

Πηγή: Discovery, 22 Απριλίου 2005

Για πρώτη φορά, ο στερεός εσωτερικός πυρήνας της γης έχει ανιχνευθεί άμεσα και επιβεβαιώνεται η ύπαρξή του, λένε σεισμολόγοι. Τα νέα στοιχεία,  για ένα στερεό εσωτερικό πυρήνα σιδήρου στον πλανήτη μας, προέρχονται από ένα ψηφιακό ευρυζωνικό σεισμικό δίκτυο στη Γερμανία, που συνέλαβε ένα εξασθενημένο, αλλά αποκαλυπτικό, σεισμικό σήμα. Το σήμα έφτασε στο δίκτυο, μέσα από το εσωτερικό της γης, από την άλλη μεριά του πλανήτη όταν εκεί και σε μεγάλο βάθος, έγινε ένας σεισμός.

Η σεισμική ανακάλυψη αναγγέλθηκε στο περιοδικό Science.

"Ο σεισμός που χρησιμοποίησαν ήταν σε σωστά βάθος και μέγεθος", αναφέρει ο σεισμολόγος Adam Dziewonski του πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, που αναφέρεται στην ομάδα που έκανε την ανακάλυψη, από το Μπέρκλευ και το πανεπιστήμιο του Τόκιο. 

Η ενέργεια του σεισμού ταξίδεψε από τη ζώνη ρήξης του σεισμού, βαθιά μέσα στον φλοιό κάτω από το Νότιο Ειρηνικό, προς τον γήινο μανδύα υπό μορφή κυμάτων πίεσης, που οι φυσικοί τα ονομάζουν P-κύματα, τα οποία μοιάζουν με τα ηχητικά κύματα.

Όταν P-κύματα περνούν στον υγρό εξωτερικό πυρήνα της γης, μετατρέπονται σε S-κύματα και εκτρέπονται ελαφρώς, με παρόμοιο τρόπο που το φως εκτρέπεται από την πορεία του όταν εισέρχεται από τον αέρα στο νερό (το ίδιο φαινόμενο που κάνει ένα καλαμάκι να φαίνεται ότι στράβωσε).

Τα S-κύματα περνούν έπειτα στο στερεό εσωτερικό πυρήνα, που πάλι εκτρέπονται ενώ γίνονται πάλι P-κύματα. Το ίδιο γίνεται κατά την έξοδο των κυμάτων από τον πυρήνα προς τον μανδύα της άλλης πλευράς της γης. Τέλος τα σεισμικά κύματα έφτασαν μέχρι το σεισμικό δίκτυο στη Γερμανία, κάπου 140 μοίρες, πάνω στο μέγιστο κύκλο της γης, από την εστία του σεισμού.

Εάν η γη ήταν ομογενώς στερεά ή υγρή, τα σεισμικά κύματα θα είχαν περάσει κατ' ευθείαν μέσα της - 180 μοίρες - χωρίς οποιεσδήποτε εκτροπές ή αλλαγές.

Οι αλλαγές αυτές στα κύματα - στο εσωτερικό της γης - ονομάζονται PKJKP, με τα γράμματα να δείχνουν μια αλλαγή καθώς ξεκινούν από την πηγή του σεισμού έως τον σεισμογράφο. Το γράμμα J είναι το τμήμα του κύματος που περνά μέσω του στερεού εσωτερικού πυρήνα.

Οι επιστήμονες θεωρούν τον ευατό τους τυχερό γιατί το δίκτυο των σεισμογράφων βρέθηκε στην κατάλληλα ακριβώς θέση. Μάλιστα, οι σεισμολόγοι έχουν προσπαθήσει να ανιχνεύσουν τις μεταβολές PKJKP από τη δεκαετία του '70, αλλά απέτυχαν. Η δυσκολία έγκειται και στον σχετικά μικρό εσωτερικό πυρήνα, που είναι λιγότερο από ένα τοις εκατό του γήινου όγκου.

Οι ήπειροι και οι ωκεανοί αποτελούν μόνο μια λεπτή κρούστα (φλοιός) που εκτείνεται σε βάθος μόνο 32 km. Κάτω από αυτήν υπάρχει ένα πελώριο στρώμα πάχους 3.000 km, ο μανδύας. Ρεύματα πετρωμάτων που μετακινούνται αργά στον μανδύα κάνουν τις ηπείρους να μετακινούνται και τα άκρα του ωκεάνιου πυθμένα να βυθίζονται σε τεράστιες υποθαλάσσιες τάφρους. Ο μανδύας αυτός περικλείει ένα πυρήνα ακτίνας 3.300 km ο οποίος είναι διάπυρος και αποτελείται κυρίως από σίδηρο. Ο εξωτερικός πυρήνας είναι υγρός, ενώ ο εσωτερικός πυρήνας είναι συμπαγής. Ο εσωτερικός πυρήνας έχει διάμετρο 2300 km και βρίσκεται σε θερμοκρασία 5000 βαθμών.

Εικάζεται ότι το πιο εσωτερικό τμήμα του πυρήνα που είναι από σίδηρο, είναι ένα απομεινάρι από τον αρχικό πυρήνα από τον οποίο σχηματίστηκαν μετέπειτα ο φλοιός, ο μανδύας και ο πυρήνας. Κάπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Κατόπιν συνεχών βομβαρδισμών της Γης από μετεωρίτες και συνεχών γεωλογικών μετασχηματισμών, συμπεριλαμβανομένης της απόσπασης ενός μεγάλου κομματιού που δημιούργησε τη Σελήνη, το πρωταρχικό αυτό πιο εσωτερικό τμήμα επέζησε. Κι αν αυτή η θεωρία είναι σωστή τότε αυτός ο εσωτερικός πυρήνας αποτελεί το πιο παλιό αναλλοίωτο τμήμα του πλανήτη μας.