Húsz év múlva várhatóan megáll a földmag forgása

Tudósok és kevésbé komoly emberek is eljátszottak már azzal a gondolattal, hogy mi lenne akkor, ha a Föld abbahagyná a forgást. A rövid válasz: apokalipszis. Kínai kutatók egy a Nature Geoscience-ben megjelent tanulmánya szerint bő tíz éve megszűnt a földmag forgása, aztán a másik irányba kezdett el mozogni. Ezt is túléltük. Szerencsére a földmag és a földfelszín egymástól függetlenül mozog, és kutatók állítják, hogy eddig is rendszeresen megtörtént a földmagstop. És meg is fog. Hatása azért lehet a felszíni életre.

A földmagról még a kutatóknak is inkább csak erős sejtéseik vannak, mint kikezdhetetlen tudásuk. A Föld magja szondákkal elérhetetlen, a felszíntől 2900 kilométeres mélységben található a külső mag burka, míg a belső mag körülbelül 5000 kilométernyire kezdődik, és sugara körülbelül 1300 kilométer. A külső mag egy fortyogó fémleves lehet, míg a belső magot egy izzó, körülbelül 6000 Celsius-fokos fémgolyóként kell elképzelni.

Hogy a Föld magja nem egységes szerkezetű, arra a dán Inge Lehmann mutatott rá 1936-ban. Ő az 1929-es új-zélandi földrengés adatait elemezve jutott erre a következtetésre. Szerinte a földrengések által keltett hullámok a szilárd belső mag miatt lassultak le. Mivel ennél jobb modellt más nem készített, a tudósok elfogadták ezt, és a földmag kutatásához azóta is a szeizmikus adatok az elsődleges információforrások.

A hidegháborúban a nukleáris fegyverkísérletek által keltett szeizmikus hullámok segítették a kutatókat. Ezek a hullámok átjutottak a belső magon, és a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy annak fő anyaga nikkel és vas. A megfigyelések viszont egy újabb kérdést is felvetettek: Miért van az, hogy közel azonos erősségű rengések és nukleáris robbanások által keltett és a magon áthaladó hullámok más-más utat futnak be?

Erre született az a válasz, hogy a belső mag nem egy mozdulatlan vasgolyó, hanem forog, és ezért téríti el különböző módon a hullámokat. Az 1996-ban Hsziatung Szung (Xiadong Song) vetette fel, hogy a belső mag a Föld felszínétől eltérő sebességgel foroghat. Azóta szeizmológusok bizonyították is a feltételezést, majd a kínai kutatók arra is rámutattak, hogy a belső mag nem egyenletes sebességgel forog, hanem periodicitást mutatva hol lelassul, hol felgyorsul.

Ezt az szuperrotációnak nevezett elméletet azonban nem mindenki osztja, vannak olyan kutatók, akik szerint nem egy folyamatos jelenségről van szó, csak időszakosan figyelhető meg sebességváltozás, de olyan feltételezések is vannak, hogy a szeizmikus hullámok eltérítését nem a belső mag forgása okozza, hanem a felszínén bekövetkező fizikai változások.

Tavaly júniusban John Vidale és Wei Wang, a Dél-Kaliforniai Egyetem kutatói arról számoltak be, hogy az 1969-es és 1971-es kísérleti atomrobbantások által keltett szeizmikus hullámok adatai azt mutatták, hogy a mag lassabban forgott, mint a földköpeny, és 1971-ben kezdett újra gyorsulni.

Szung aztán továbbgörgette ezt a felfedezést, és mostani tanulmányukhoz az 1960-as évek és napjaink között rögzített, a magot elérő szeizmikus hullámok adataiból jutott arra a következtetésre, hogy a földmag oda-vissza forog, nagyjából 70 éves ciklust követve.

A Pekingi Egyetem kutatói azt állítják, hogy a Föld felszínéhez képest a belső mag nem forgott az 1970-es évek elején, de ezután keleti irányban egyre inkább begyorsult, túllépte a Föld felszínének forgási sebességét, majd lassítani kezdett, 2009 és 2011 között pedig meg is állt. Ezután nyugati irányban kezdett forogni, és feltételezhetően gyorsul, majd egy lassulási fázis után a 2040-es években újra meg fog állni.

A földmag rotációjának hatásait még nem térképezték fel igazán, pedig sok geofizikai kérdést indukál, szerepe lehet a Föld mágneses mezőjének fenntartásában, annak finom elmozdulásaiban és a bolygó egészének forgási sebességében is, ez utóbbi pedig a napok hosszát is befolyásolhatja. Szung szerint a belső mag olyan, mint egy bolygón belüli bolygó, így nagyon fontos, hogy hogyan mozog.

John Vidale, a Dél-Kaliforniai Egyetem kutatója nincs meggyőződve arról, hogy Szungék modellje nem támadhatatlan. Ő egyelőre úgy tekint rá, mint egy elméletre a sok közül, amelyekkel a belső magot elérő hullámok útjának megváltozását magyarázzák. Szerinte versenyben vannak olyan magyarázatok is, mint például hogy a földmag inog, vagy az, hogy a belső vasmag felszíne csavarja meg a hullámokat.

Források: Nature | New York Times | Popular Mechanics