Investigadores de China han confirmado la existencia de una oscilación del núcleo interno (ICW) de aproximadamente 8,5 años tanto en el movimiento polar como en las variaciones de la duración del día, revelando una inclinación estática de aproximadamente 0,17 grados entre el núcleo interno de la Tierra y el manto, desafiando los supuestos tradicionales y proporcionando información sobre la dinámica interna de la Tierra y la distribución de la densidad.
por Tejasri Gururaj, Phys.org
Los hallazgos del estudio se publican en Nature Communications.
El núcleo interno de la Tierra es una esfera sólida y densa compuesta principalmente de hierro y níquel. Ubicado debajo del núcleo externo líquido, se extiende por un radio de aproximadamente 1.200 kilómetros (746 millas). Esta región desempeña un papel crucial en los procesos geofísicos de la Tierra, influyendo en el campo magnético del planeta y contribuyendo a la dinámica general del interior de la Tierra.
Comprender las propiedades y el comportamiento del núcleo interno es esencial para desentrañar los misterios relacionados con la estructura, la actividad sísmica y el campo magnético de la Tierra.
La ICW se refiere al movimiento oscilante del núcleo interno de la Tierra alrededor de su eje de rotación. Este fenómeno se caracteriza por una oscilación periódica del eje de la figura del núcleo interno.
Un nuevo estudio ha confirmado que la ICW de la Tierra tiene un movimiento periódico con un ciclo que dura aproximadamente 8,5 años. Este movimiento oscilante se ha observado en mediciones del movimiento polar, el eje de rotación de la Tierra. movimiento periódico y variaciones de la duración del día (ΔLOD), y los cambios en la velocidad de rotación de la Tierra.
El profesor Hao Ding, coautor de esta investigación y decano del Departamento de Geofísica de la Universidad de Wuhan, se inspiró en las estructuras poco convencionales densidad revelado en la libre oscilación de la Tierra.
Le dijo a Phys.org: «Mi entonces Ph.D. El estudiante Dr. Yachong An y yo descubrimos una señal de 8,5 años en PM y ΔLOD, lo que nos impulsó a realizar el presente estudio.
La libre oscilación y rotación de la Tierra.
La Tierra tiene cuatro capas: la corteza, el manto, el núcleo externo y el núcleo interno.
Tradicionalmente, nuestra comprensión de la rotación de la Tierra se ha basado en el supuesto de una distribución uniforme de la densidad en el manto y el núcleo a lo largo de la dirección radial (que se extiende desde el centro hacia afuera). Esta suposición lleva a creer que el eje de rotación del núcleo de la Tierra coincide con el del manto.
«Sin embargo, los resultados de la libre oscilación de la Tierra (oscilaciones naturales de la Tierra en su conjunto) indican que las estructuras de densidad del interior de la Tierra son muy heterogéneas, por lo que esta suposición no debería ser realista», afirmó. explicó el Dr. Ding.
Cuando el profesor Ding analizó las partículas de la Tierra en 2018, surgió una señal con un período de aproximadamente 8,5 años, lo que sugiere una ICW. Este hallazgo inesperado, corroborado más tarde por una señal similar en el ΔLOD de la rotación de la Tierra, provocó un cambio de paradigma.
A partir de estas revelaciones, los investigadores analizaron meticulosamente el PM y el ΔLOD de la rotación de la Tierra e identificaron la señal de aproximadamente 8,5 años en PM como la manifestación del ICW.
Esta conclusión llega después de excluir tres fuentes de excitación externa: atmosférica, oceánica e hidrológica. Curiosamente, la señal de 8,5 años no se limita únicamente a PM; también está constantemente presente en el movimiento periódico del eje de rotación de la Tierra, o ΔLOD.
Esta presencia simultánea sugiere fuertemente una conexión profunda entre ICW y estas dinámicas rotacionales.
Inclinación estática entre el núcleo interno y el manto.
Para explicar la señal de 8,5 años detectada en PM y ΔLOD, los investigadores examinaron las amplitudes de ICW en ambos. Esto los llevó a inferir que existe un ángulo de inclinación estático de 0,17 grados entre el eje de rotación del núcleo interno y el manto.
«Esto implica un posible ángulo de rotación diferencial hacia el este del núcleo interno de menos de 1 grado y una desalineación en los ejes de simetría de la capa límite manto inferior/núcleo-manto con el manto superior».
«Estas desviaciones ofrecen limitaciones valiosas para el modelo de densidad 3D del manto y cuestionan los supuestos en el oblato del núcleo de liquidez, destacando desviaciones potenciales de una forma perfectamente esférica calculada utilizando teorías tradicionales», afirma. explicó el Dr. Ding.
Además, la periodicidad de ~8,5 años de la ICW revela otra capa de la complejidad de la Tierra. El movimiento periódico sugiere un salto de densidad de aproximadamente 0,52 g/cm3 en el límite interno del núcleo.
En términos simples, esto significa que hay un cambio perceptible en la densidad en el límite entre el núcleo interno y las capas circundantes.
Si bien la investigación se centra principalmente en el núcleo interno, la inclinación estática identificada y la ICW pueden extender su influencia a fenómenos geofísicos más amplios. Como explicó el Dr. Ding, «La inclinación estática también puede provocar un cierto cambio en la forma del núcleo líquido, lo que resulta en un cambio en el movimiento del fluido y un cambio correspondiente en el campo geomagnético».
Implicaciones para futuras investigaciones.
La revelación del estudio sobre la ICW de la Tierra y su inclinación estática asociada desafía las suposiciones tradicionales sobre la rotación de la Tierra. La periodicidad de 8,5 años de la ICW, acompañada de un salto de densidad discernible en el límite del núcleo, revela las complejidades del interior de nuestro planeta. dinámica.
La investigación futura del Dr. Ding y su equipo tiene como objetivo profundizar en la estructura estratificada y la densidad del núcleo de la Tierra, explorando los patrones y períodos de los movimientos del núcleo.
«La estructura estratificada y la densidad del núcleo de la Tierra siempre han sido un problema en la investigación de las geociencias. Nuestro objetivo es profundizar en la oscilación periódica y la rotación diferencial del núcleo de la Tierra, buscando claridad sobre estas teorías conceptuales que son diferentes y pueden resultar difíciles de coexistir”.
Más información: Yachong An et al, Inclinación estática del núcleo interno inferida de la oscilación intradecadal en la rotación de la Tierra, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-43894-9.
