Lần đầu tiên, ta có bằng chứng khẳng định lõi trong của Trái Đất tồn tại ở thể rắn

Lần đầu tiên, các nhà địa chất học đưa ra lời xác nhận rằng lõi trong của Trái Đất – là phần trong cùng, tâm Trái Đất – tồn tại ở thể rắn. Tuy nhiên, nó không rắn như những nghiên cứu trước đây chỉ ra. Bằng kĩ thuật phân tích sóng địa chấn mới, ta vén màn bí mật được lớp Trái Đất xa chúng ta nhất.

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Úc (ANU) phân tích loại sóng địa chấn biên độ thấp "J-phase", có thể đi xuyên qua được tâm Trái Đất để xác định độ rắn của lõi trong. Lớp ngoài cùng của vỏ Trái Đất vẫn luôn dịch chuyển, sóng năng lượng liên tục đi từ ngoài vào trong, xuyên suốt chiều sâu của Trái Đất.

Những thứ sóng này tồn tại dưới rất nhiều dạng. Bằng việc phân tích chúng, ta có thể biết được tính chất của từng lớp đất mà sóng đi qua. Có một loại sóng đặc biệt là J-phase, có thể đi qua được lõi trong và cho ta biết tính chất của lõi. Trước giờ ta vẫn chưa đo được, nhưng ta đã có lý thuyết vững chắc để làm điều đó.

J-phase rất nhỏ và rất yếu, việc phát hiện ra nó vốn vẫn rất khó khăn.

Có hai nhà khoa học tại ANU tìm ra cách bắt được J-phase cực kì khéo léo. Họ đặt hai máy đo địa chấn trên bề mặt Trái Đất, đo mọi hoạt động sóng năng lượng có trong lòng đất, liên tục nhiều tiếng đồng hồ ngay sau một hoạt động địa chất lớn diễn ra. Với đủ nhiều số liệu đi theo từng cặp (dữ liệu từ cả hai máy đo), ta có thể tìm ra một khuôn mẫu nhất định.

"Sử dụng một hệ thống các trạm đo đạc toàn cầu, chúng tôi dùng từng cặp máy để đo từng trận động đất lớn – có được rất nhiều dữ liệu kết hợp từ nhiều nơi – và chúng tôi so sánh tìm điểm tương đồng trong các dữ liệu thu được", nhà nghiên cứu Hrvoje Tkalčić nói. Từ những điểm giống nhau, họ tạo ra "vân tay của Trái Đất". Các nhà nghiên cứu địa chất tại Bắc và Nam Cực cũng dùng cách tương tự để đo độ dày của băng. Trong tương lai, ta cũng có thể áp dụng cách này lên các hành tinh khác.

Một thế kỷ trước, ta đã cho rằng Trái Đất có lõi lỏng, và rắn dần lên theo từng lớp. Nhưng hồi những năm 1930, khi phân tích dữ liệu của một trận động đất lớn tại New Zealand, các nhà nghiên cứu nhận ra một loại tín hiệu chưa từng thấy. Nhà địa chấn học Inge Lehmann cho rằng đây là tín hiệu dội lại từ một lõi trong rắn. Đã từ lâu, ta biết rằng lõi trong là một khối sắt và kền với bán kính bằng 70% bán kính Mặt Trăng, với nhiệt độ tương đương với bề mặt Mặt Trời.

Đến giờ ta mới có bằng chứng xác nhận rằng lõi trong tồn tại ở thể rắn.

"Chúng tôi nhận định rằng lõi trong của Trái Đất thể rắn, tuy nhiên nó lại mềm hơn tất cả những nghiên cứu trước đây chỉ ra", Hrvoje Tkalčić kết luận. "Nếu như những nghiên cứu của chúng tôi là đúng, lõi trong sẽ có ít nhiều tính đàn hồi như vàng và platinum".

Thông tin đáng giá về tâm Trái Đất sẽ mở khóa ít nhiều các bí mật như cách hành tinh hình thành hay cách từ trường Trái Đất hoạt động. "Việc hiểu được tính chất lõi trong ảnh hưởng trực tiếp tới việc duy trì địa từ Trái Đất, nếu không có trường địa từ, sẽ không thể có sự sống trên mặt đất".

Lõi Trái Đất mang những thông điệp rất riêng, việc của chúng ta là hiểu được chúng.

Nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nature.

Tham khảo ScienceAlert