Desafiando suposiciones: El ritmo de 8.5 años del núcleo interno de la Tierra.

Diciembre 18, 2023

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por Tejasri Gururaj , Phys.org

Investigadores de China han confirmado la existencia de un tambaleo de aproximadamente 8.5 años en el Núcleo Interno (ICW por sus siglas en inglés) tanto en el movimiento polar como en las variaciones de la longitud del día, revelando una inclinación estática de aproximadamente 0.17 grados entre el núcleo interno de la Tierra y el manto, desafiando las ideas tradicionales y proporcionando información sobre la dinámica interna de la Tierra y la distribución de densidad.

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 a 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 de la Tierra, la actividad sísmica y el campo magnético.

El ICW se refiere al movimiento de tambaleo del núcleo interno de la Tierra alrededor de su eje de rotación. Este fenómeno se caracteriza por una oscilación periódica del eje de figura del núcleo interno.

Un nuevo estudio ha confirmado que el ICW de la Tierra tiene un movimiento periódico con un ciclo de aproximadamente 8.5 años. Este movimiento de tambaleo se ha observado en mediciones del movimiento polar, el movimiento periódico del eje de rotación de la Tierra y las variaciones en la longitud del día (ΔLOD), así como 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 de densidad no convencionales reveladas en la oscilación libre de la Tierra.

Le dijo a Phys.org, "Mi entonces estudiante de doctorado, el Dr. Yachong An, y yo descubrimos una señal de 8.5 años en PM y ΔLOD, lo que nos llevó a realizar el presente estudio.

Oscilación libre 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 la suposición de una distribución uniforme de densidad en el manto y el núcleo a lo largo de la dirección radial (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 oscilación libre de la Tierra (oscilaciones naturales de la Tierra en su conjunto) indican que las estructuras de densidad del interior de la Tierra son altamente heterogéneas, por lo que esta suposición no debería ser realista", explicó el Dr. Ding.

Cuando el profesor Ding analizó el PM de la Tierra en 2018, surgió una señal con un período de aproximadamente 8.5 años, lo que sugiere un ICW. Este hallazgo inesperado, posteriormente corroborado por una señal similar en la ΔLOD de la rotación de la Tierra, provocó un cambio de paradigma.

Basándose en estas revelaciones, los investigadores analizaron meticulosamente el PM y la 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 se produce después de excluir tres fuentes de excitación externas: atmosférica, oceánica e hidrológica. Curiosamente, la señal de 8.5 años no se limita solo al PM; también está presente de manera consistente en el movimiento periódico del eje de rotación de la Tierra o ΔLOD.

Esta presencia simultánea sugiere fuertemente una conexión profunda entre el ICW y estas dinámicas de rotación.

Para explicar la señal de 8.5 años detectada en el PM y la ΔLOD, los investigadores examinaron las amplitudes del 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 ángulo de rotación diferencial hacia el este del núcleo interno inferior a 1 grado y una falta de alineación en los ejes de simetría de la capa del límite manto-núcleo inferior con el manto superior", explicó el Dr. Ding.

Además, la periodicidad de ~8.5 años del ICW revela otro nivel de complejidad de la Tierra. El movimiento periódico sugiere un salto de densidad de aproximadamente 0.52 g/cm3 en el límite del núcleo interno.

En términos simples, esto significa que hay un cambio discernible en la densidad en el límite entre el núcleo interno y sus capas circundantes.

While the research primarily focuses on the inner core, the identified static tilt and ICW may extend their influence to broader geophysical phenomena. As Dr. Ding explained, 'The static tilt may also lead to a certain change in the shape of the liquid core, resulting in a change in the fluid motion and a corresponding change in the geomagnetic field.'

The study's revelation of the Earth's ICW and its associated static tilt challenges traditional assumptions about Earth's rotation. The 8.5-year periodicity of the ICW, accompanied by a discernible density jump at the inner core boundary, unveils the intricacies of our planet's interior dynamics.

Dr. Ding and his team's future research aims to delve deeper into the stratified structure and density of the Earth's core, exploring the patterns and periods of core motions.

'The stratified structure and density of the Earth's core have always been a problem in geoscience research. We aim to delve deeper into the periodic oscillation and differential rotation of the Earth's core, seeking clarity on these conceptual theories that are different and may be difficult to coexist.'

Journal information: Nature Communications

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