Phát hiện cấu trúc bí ẩn trong lõi Trái Đất, không rõ có từ bao giờ

Nghiên cứu mới phát hiện cấu trúc vòng xuyến khổng lồ trong lõi ngoài Trái Đất, có thể chứa nguyên tố nhẹ, mở ra hướng nghiên cứu từ trường hành tinh.

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances đã xác nhận sự tồn tại của một cấu trúc khổng lồ hình vòng xuyến trong tầng vật chất kim loại nóng chảy ở rìa lõi Trái Đất. Giáo sư Hrvoje Tkalčić, nhà địa vật lý đến từ Đại học Quốc gia Úc, nói với tờ The Guardian: "Vì các nhà khoa học không thể tiếp cận lõi Trái Đất bằng công nghệ hiện tại nên nhóm nghiên cứu đã phân tích các mô hình sóng địa chấn do các trận động đất lớn tạo ra khi chúng di chuyển qua lõi".

Các nhà khoa học đã phát hiện ra một cấu trúc giống như vòng tròn bên trong lõi ngoài của Trái Đất bằng cách nghiên cứu sóng địa chấn. Giáo sư Tkalčić giải thích rằng những con sóng này chậm lại ở một khu vực cụ thể gần ranh giới lõi-manti (lớp phủ từ vỏ Trái Đất cho tới độ sâu 2900 km).

Sau khi kiểm tra, họ phát hiện ra rằng những con sóng đi qua một vùng có hình dạng giống như một hình xuyến. Ông nói thêm với The Guardian: "Chúng tôi không biết độ dày chính xác của cấu trúc này, nhưng chúng tôi suy ra rằng nó đạt tới vài trăm kilomet bên dưới ranh giới lõi-manti." Cấu trúc này cũng gợi ý rằng nó có thể chứa các nguyên tố nhẹ hơn như silic, lưu huỳnh, oxy, hydro hoặc carbon.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một phương pháp gọi là "trường sóng tương quan" để nghiên cứu phần yếu hơn của sóng địa chấn, được gọi là coda. Họ đã so sánh các sóng này từ các phần khác nhau của Trái Đất và phát hiện ra rằng các tín hiệu từ đường xích đạo khác với các tín hiệu ở vĩ độ cao hơn. Hình dạng giống như một chiếc bánh donut của cấu trúc này không hoàn toàn là hình cầu và có phần phức tạp hơn. Trang Knewz cũng lưu ý rằng cấu trúc này nằm gần đường xích đạo, nơi sóng di chuyển chậm hơn so với gần các cực.

Với bán kính khoảng 3.480 km, lõi ngoài của Trái Đất lớn hơn nhiều so với lõi của Sao Hỏa. Lõi ngoài chủ yếu được tạo thành từ sắt và niken, với một lượng nhỏ các nguyên tố nhẹ hơn như silic, oxy, lưu huỳnh, hydro và carbon, theo ScienceAlert. Đáy của lõi ngoài nóng hơn phần trên, cho phép các kim loại lỏng di chuyển. Các nhà khoa học tin rằng các nguyên tố nhẹ hơn trong cấu trúc vòng xuyến mới được phát hiện có liên quan đến sự cách nhiệt được truyền đến lớp phủ bên trên.

Trái Đất được tạo thành từ bốn lớp chính, đó là lớp vỏ bề mặt, lớp manti nóng chảy một phần, lõi ngoài bằng kim loại lỏng và lõi trong bằng kim loại rắn. Cấu trúc hình bánh rán nằm ở trên cùng của lõi ngoài lỏng và chứa các nguyên tố nhẹ hơn. Khi Trái Đất quay, kim loại lỏng tạo thành các xoáy thẳng đứng khổng lồ, tạo ra "động lực địa chất" chịu trách nhiệm tạo ra từ trường của Trái Đất.

Giáo sư Tkalčić giải thích với tờ The Daily Mail: "Những nguyên tố nhẹ này, cùng với sự khác biệt về nhiệt độ, đã giúp khuấy động chất lỏng trong lõi ngoài. Kết quả của chúng tôi có thể thúc đẩy nhiều nghiên cứu hơn về từ trường của cả Trái Đất và các hành tinh khác". Nếu không có từ trường, bề mặt hành tinh sẽ phải đối mặt với các cuộc tấn công liên tục của các hạt tích điện từ mặt trời, có thể hủy diệt sự sống trên Trái Đất.