Inti bumi berevolusi dengan cara yang “tidak seimbang”

Menggunakan simulasi komputer, para peneliti telah menemukan bahwa inti planet kita, sebagian besar besi, berkembang secara asimetris: pembentukan kristal besi baru lebih cepat di satu sisi daripada di sisi lain. Fenomena tersebut secara khusus dapat menjelaskan anisotropi seismik, atau perbedaan dalam kecepatan rambat gelombang seismik melalui nukleus menurut lintasannya. Namun juga dapat mempengaruhi kekuatan medan magnet bumi.

Inti bumi terdiri dari “benih” padat (inti dalam) yang dihasilkan dari kristalisasi bertahap dari inti luar cair; keduanya dipisahkan oleh batas yang disebut “diskontinuitas Lehmann”. Inti terutama mengandung besi dan sedikit nikel.

Ini adalah gerakan konveksi cepat dari inti luar yang merupakan asal dari medan magnet bumi: batuan cair panas naik ke permukaan, sementara bahan yang lebih dingin bergerak ke bawah. Pergerakan besi cair ini mengevakuasi panas yang berasal dari inti internal, yang mengarah ke kristalisasi logam; dengan demikian, jari-jari inti dalam meningkat rata-rata sekitar satu milimeter per tahun.

Pertumbuhan lebih cepat di timur

Ketika gelombang seismik bergerak melalui inti bagian dalam, itu jauh lebih cepat ketika bergerak melintasi sumbu utara-selatan daripada ketika bergerak secara khatulistiwa. Para ilmuwan sejauh ini tidak pernah menemukan penjelasan untuk fenomena ini, yang disebut seismik anisotropi. Sebuah studi baru oleh para ahli planet menunjukkan bahwa evolusi nuklir asimetris mungkin menjadi penyebabnya.

Dengan melakukan berbagai simulasi pertumbuhan inti dalam, para peneliti menyimpulkan bahwa besi mengkristal lebih cepat di sisi timur – di bawah Indonesia – daripada di sisi barat – atau di bawah Brasil, seperti yang terjadi lebih dari setengah miliar tahun yang lalu. . ” Inti luar menerima lebih banyak panas dari timur daripada dari barat Kata Daniel Frost, seismolog di University of California di Berkeley dan penulis utama studi tersebut. Dengan kata lain, inti bagian dalam mendingin lebih cepat di sisi timur dan menghasilkan lebih banyak besi.

READ  Perubahan iklim memiliki 'konsekuensi serius' bagi Great Barrier Reef
Inti bumi bagian dalam tumbuh lebih cepat di sisi timur (di sisi kiri) daripada di sisi barat. Gravitasi mengkompensasi pertumbuhan asimetris dengan mendorong kristal besi ke Kutub Utara dan Selatan (panah). Ia cenderung menyelaraskan sumbu utama kristal besi di sepanjang sumbu rotasi planet (garis putus-putus), yang menjelaskan perbedaan waktu tempuh gelombang seismik melalui inti dalam. Marine Lasbleis / UC Berkeley

Namun demikian, spesialis menentukan bahwa ini tidak berarti bahwa inti berubah bentuk, karena alam sangat sering melakukan hal-hal: “produksi berlebih” besi di timur dikompensasi oleh gravitasi, yang cenderung menyebarkan kristal besi baru secara merata, ke barat ; bentuk bola inti dengan demikian diawetkan. Sesampainya di tingkat sumbu utara-selatan, kristal meluncur di sepanjang sumbu vertikal ini. Menurut para peneliti, tumpukan struktur kristal inilah yang dapat menyebabkan gelombang seismik merambat lebih cepat dari utara ke selatan.

iluminasi kristal inti besi
Bagian dalam bumi ini menunjukkan inti besi padat (merah) yang tumbuh perlahan dengan kristalisasi inti luar besi cair (oranye). Gelombang seismik bergerak lebih cepat melalui inti bumi antara Kutub Utara dan Selatan (panah biru) daripada melintasi khatulistiwa (panah hijau). Para peneliti menyimpulkan bahwa perbedaan kecepatan gelombang seismik ini disebabkan oleh penyelarasan kristal – paduan besi-nikel heksagonal kompak – yang memposisikan diri sejajar dengan sumbu rotasi bumi. © Daniel Frost / UC Berkeley

Kemungkinan dampak pada medan magnet

Model yang diusulkan oleh Frost dan timnya juga memungkinkan untuk menentukan rasio nikel terhadap besi di inti: pada kenyataannya, model ini tidak secara akurat mencerminkan pengamatan seismik kecuali nikel berada di antara 4 dan 8% dari inti. , para peneliti menunjukkan bahwa kira-kira persentase meteorit logam yang dulunya merupakan inti planet kerdil di tata surya kita.

Masih harus dilihat mengapa kristalisasi besi lebih cepat di timur daripada di barat. Sesuatu di inti atau mantel luar bumi, di bawah Indonesia, menghilangkan panas lebih cepat dari inti dalam daripada di sisi lain, di bawah Brasil. Untuk memecahkan misteri ini, perlu untuk mempelajari “lapisan” lain dari planet ini, karena seperti yang dijelaskan Frostmasing-masing dikendalikan oleh apa yang ada di atasnya dan mempengaruhi lapisan bawah: “ Inti dalam perlahan membeku dari inti luar cair, seperti bola salju yang ditambahkan lapisan baru. Inti luar kemudian didinginkan oleh mantel di atas ».

Untuk memahami mengapa inti tumbuh lebih cepat di satu sisi, itu berarti mantel di satu sisi lebih dingin. Lempeng tektonik mungkin menjadi asal mula fenomena tersebut. Memang, ketika mereka menyelam di bawah permukaan bumi pada tingkat zona subduksi – di mana lempeng laut tenggelam di bawah lempeng lain dan tenggelam ke dalam mantel bumi – mereka mendinginkan mantel. Tetapi para ilmuwan masih mencoba untuk menentukan apakah pendinginan mantel benar-benar dapat mempengaruhi inti dalam.

READ  Simulasi virus Corona: Anak-anak di pojok belakang kelas adalah yang paling aman. Mengapa?

Pada pertanyaan apakah perkembangan asimetris inti bagian dalam dapat mempengaruhi medan magnet, pertanyaan tersebut memerlukan penyelidikan lebih lanjut. Karena medan magnet disebabkan oleh gerakan konvektif besi cair dari inti luar dan gerakan ini didorong oleh panas dari inti dalam, namun logis untuk berpikir bahwa yang terakhir kehilangan lebih banyak besi di timur. dari inti luar juga akan lebih besar di timur. Oleh karena itu, medan magnet cenderung lebih kuat di satu sisi daripada di sisi lain. Sebuah hipotesis yang sedang dikerjakan Frost dan rekan-rekannya, menggunakan tim geomagnetik.

Sumber: Alam Geoscience, DA Frost et al.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *