Tìm thấy dấu hiệu lõi Trái Đất có cấu trúc bí ẩn

Khoa học nghiên cứu lòng đất là khoa học nghiên cứu lịch sử Trái Đất, lịch sử của chúng ta.

Lâu nay, chúng ta được trang bị kiến thức rằng cấu tạo Trái Đất gồm 4 lớp: lớp vỏ, lớp phủ, lõi ngoài và lõi trong.

Hiểu biết về những gì nằm bên dưới lớp vỏ chủ yếu được suy ra từ những gì mà núi lửa tiết lộ và sóng địa chấn truyền đến các thiết bị thu. Từ những dữ liệu này, các nhà khoa học tính toán rằng lõi trong có nhiệt độ hơn 5.000 độ C và chỉ chiếm 1% tổng thể tích Trái Đất.

Tuy nhiên, vào năm 2021, nhà khoa học địa vật lý Joanne Stephenson ở Trường Đại học Quốc gia Úc, và các đồng nghiệp đã tìm thấy bằng chứng cho rằng lõi trong của Trái Đất thực sự gồm 2 lớp khác nhau.

"Điều này vô cùng thú vị và có thể nó có nghĩa là chúng ta phải viết lại các cuốn sách giáo khoa", bà Stephenson chia sẻ.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng thuật toán tìm kiếm để thu thập và đối chiếu hàng nghìn mô hình lõi bên trong với dữ liệu quan sát trong nhiều thập kỷ về thời gian sóng địa chấn di chuyển qua Trái Đất do Trung tâm Địa chấn Quốc tế thu thập.

Vậy có gì ở hai lớp của lõi bên trong đó?

Các nhà nghiên cứu đã xem xét một số mô hình về tính dị hướng của lõi bên trong - sự khác biệt trong thành phần vật liệu của nó làm thay đổi các đặc tính của sóng địa chấn như thế nào - và phát hiện ra rằng một số mô hình có khả năng xảy ra cao hơn những mô hình khác.

Một số cho rằng vật liệu của lõi trong dẫn sóng địa chấn nhanh hơn chạy song song với đường xích đạo, còn một số khác cho thấy hỗn hợp vật liệu khiến sóng nhanh hơn này chạy song song với trục quay của Trái Đất.

Kết quả đáng kể mà nghiên cứu này phát hiện ra là có sự thay đổi thành góc 54 độ ở sóng chậm và sóng nhanh thì chạy song song với trục Trái Đất.

Giáo sư Stephenson cho biết nhóm đã phát hiện bằng chứng cho thấy sự thay đổi trong cấu trúc của lõi sắt, chứng tỏ đã có hai sự kiện làm mát khác nhau trong lịch sử phát triển của Trái Đất.

Hai sự kiện này cụ thể xảy ra như thế nào vẫn còn là bí ẩn, nhưng với phát hiện nói trên, kiến thức của chúng ta về lõi trong của Trái Đất đã được bổ sung thêm một mảnh ghép.

Phát hiện này có thể giải thích vì sao một số bằng chứng thực nghiệm lại không phù hợp với mô hình hiện tại của chúng ta về cấu trúc Trái Đất.

Trước đây, một số nhà khoa học từng nghi ngờ về lõi trong của Trái Đất khi nhận thấy các tinh thể sắt tạo nên lõi này có sự sắp xếp cấu trúc khác nhau.

Trong báo cáo nghiên cứu, nhóm cho biết do hạn chế của các máy thu tín hiệu và các trận động đất toàn cầu, nhất là ở hai cực, nên kết luận của họ có bị giảm độ tin cậy.

Tuy nhiên, kết luận đó vẫn phù hợp với những nghiên cứu khác về tính dị hướng của lõi trong. Trong tương lai, các nghiên cứu tiếp theo sẽ bổ sung dữ liệu còn thiếu để các nhà nghiên cứu có thể khẳng định hoặc loại bỏ những phát hiện của mình.