უმეტესი რამ, რაც ჩვენი პლანეტის წიაღის შესახებ ვიცით, მიწისძვრების შედეგად წარმოქმნილი სეისმური ტალღების კვლევის საფუძველზეა გარკვეული. ამ ტალღების დეტალურ ანალიზს შეუძლია გვითხრას დედამიწის ზედაპირქვეშ არსებული ქანებისა და ლითონების შემადგენლობის შესახებ.
ერთსა და იმავე ადგილას 20 წლის შუალედით მომხდარი ორი სხვადასხვა მიწისძვრის სეისმური ტალღების გავრცელების ახალმა კვლევამ დედამიწის გარე ბირთვში მიმდინარე ცვლილებები გამოავლინა. გარე ბირთვი წარმოადგენს თხევადი რკინისა და ნიკელის მორევივით მბრუნავ ფენას მანტიას (ზედაპირქვეშა ქანები) და შიდა ბირთვს (ყველაზე ღრმა ფენა) შორის.
გარე ბირთვი და მასში არსებული რკინა პირდაპირ გავლენას ახდენს ჩვენი პლანეტის მაგნიტურ ველზე, რომელიც თავის მხრივ, გვიცავს კოსმოსური და მზის რადიაციისგან. ასე რომ არ იყოს, დედამიწაზე სიცოცხლე შეუძლებელი იქნებოდა.
ამიტომ, გარე ბირთვისა და დროთა განმავლობაში მისი ევოლუციის შესწავლა სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია. ორივე მიწისძვრის ოთხი სეიმური ტალღის მონაცემების ანალიზმა აჩვენა, რომ უფრო გვიანდელმა მიწისძვრის ტალღებმა გარე ბირთვის იმავე რეგიონში ერთი წამით უფრო სწრაფად გაიარა, ვიდრე პირველი მიწისძვრისას.
„ამ ტალღის გზაზე რაღაც ისე შეიცვალა, რომ მას ახლა უფრო სწრაფად გავლა შეუძლია. მასალა, რომელიც იქ 20 წლის წინ იყო, ახლა აღარ არის. იქ უკვე ახალი მასალაა, რომელიც მსუბუქია. ეს მსუბუქი ელემენტები ზედა მიმართულებით დაიძვრება და შეცვლიან იმ რეგიონის სიმკვრივეს, სადაც განთავსდებიან“, — ამბობს ვირჯინიის ტექნიკური უნივერსიტეტის დედამიწის მეცნიერი ინგ ჟუ.
შესწავლილი ტალღების ტიპს SKS ტალღებს უწოდებენ: ისინი გაივლიან მანტიაში S-ტალღების სახით, გარე ბირთვში კომპრესიული ტალღების სახით (K), შემდეგ მეორე მხარეს გამოდიან და კვლავ უკან, მანტიაში ბრუნდებიან უფრო მეტი S-ტალღის სახით (მეორე S). შესაძლებელია მთელი ამ მოგზაურობის დროის განსაზღვრა.
ორივე მიწისძვრა წყნარი ოკეანის სამხრეთ ნაწილში მოხდა, კერმადეკის კუნძულების სიახლოვეს — პირველი 1997 წელს და მეორე 2018 წლის სექტემბერში. ამან კი მკვლევრებს უნიკალური შანსი მისცა იმის დასადგენად, როგორ შეიცვალა დედამიწის ბირთვი დროთა განმავლობაში.
დედამიწის გარე ბირთვის თხევად რკინაში კონვექცია მიმდინარეობს, როდესაც ის შიდა ბირთვზე კრისტალიზდება და წარმოქმნის ელექტროდენის ნაკადებს, რაც აკონტროლებს ჩვენ გარშემო არსებულ მაგნიტურ ველს. თუმცა, ურთიერთქმედება გარე ბირთვსა და დედამიწის მაგნიტურ ველს შორის, ბოლომდე გარკვეული არ არის — უმეტესი ნაწილი ჰიპოთეტურ მოდელირებას ეფუძნება.
„თუკი ჩრდილოეთ გეომაგნიტურ პოლუსს შეხედავთ, დაინახავთ, რომ ის ამჟამად წელიწადში დაახლოებით 50 კილომეტრის სიჩქარით გადაადგილდება, კანადიდან ციმბირის მიმართულებით. მაგნიტური ველი ყოველდღე ერთნაირი არ არის, იცვლება“, — ამბობს ჟუ.
მისი განცხადებით, ვინაიდან ის იცვლება, ჩნდება ვარაუდი, რომ დროთა განმავლობაში გარე ბირთვში იცვლება კონვექციაც, მაგრამ არ არსებობს ამის პირდაპირი მტკიცებულება. ჩვენ ის არასოდეს გვინახავს.
ამ ახალმა კვლევამ და ალბათ ასეთივე სხვა კვლევებმაც მომავალში, შეიძლება სასარგებლო ცნობები მოგვცეს იმის შესახებ, ზუსტად როგორ იცვლება გარე ბირთვი და მისი კონვექცია. მიუხედავად იმისა, რომ ახალ კვლევაში შემჩნეული ცვლილებები დიდი არ არის, რაც მეტი ვიცით, მით უკეთესია.
ამ შემთხვევაში, ჟუ ვარაუდობს, რომ 1997 წლის შემდეგ, გარე ბირთვში გამოიყო ისეთი მსუბუქი ელემენტები, როგორიც არის წყალბადი, ნახშირბადი და ჟანგბადი. მკვლევართა აზრით, ცვლილება შეესაბამება სიმკვრივის დაახლოებით 2-3 პროცენტით შემცირებას და კონვექციური ნაკადის სიჩქარის დაახლოებით 40 კმ/სთ-ით შემცირებას.
ამჟამად მსოფლიოში გლობალური სეისმოგრაფიული ქსელის (Global Seismographic Network) 152 სადგურია და ისინი სეისმურ ტალღებს რეალურ დროში აკვირდებიან. მართალია, მიწისძვრათა ადგილმდებარეობისა და დროის კონტროლი არ შეგვიძლია, მაგრამ საჭიროა, მათ შესახებ რაც შეიძლება ბევრი ინფორმაცია შევაგროვოთ.
კვლევა Nature Communications Earth & Environment-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია ScienceAlert-ის მიხედვით.
