Phát hiện dấu hiệu của một cấu trúc ẩn bên trong lõi Trái đất

Có lẽ đã đến lúc để phải viết lại sách giáo khoa, bởi các nhà khoa học đã phát hiện ra một “lớp thứ 5” dưới dạng lõi nằm bên trong cùng ở trung tâm Trái đất. 

Các nhà địa chất từ Đại học Quốc gia Úc (ANU) đã tạo ra các thuật toán tìm kiếm cho phép rà soát hàng nghìn mô hình lõi bên trong Trái đất. Họ đã phát hiện ra những thay đổi đối với cấu trúc của sắt ở lõi bên trong, để lộ ra một “đường ranh giới” mới kéo dài khoảng 650 km từ trung tâm của Trái đất.

Bấy lâu nay, chúng ta đã được học từ sách giáo khoa rằng Trái đất có 4 lớp: vỏ, lớp phủ, lõi bên ngoài và lõi bên trong, tuy nhiên, người ta vẫn đặt ra câu hỏi về sự tồn tại của một lớp thứ 5 trong hơn một thập kỷ qua nhưng gần như không thể phát hiện được.

“Điều này rất thú vị, có thể chúng ta phải viết lại sách giáo khoa!” bà Joanne Stephenson, tác giả chính của nghiên cứu cho biết

Các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu thời gian các sóng địa chấn di chuyển bên trong Trái đất, được ghi lại bởi Trung tâm Địa chấn Quốc tế như một phần của nghiên cứu. Sau đó, họ sử dụng thuật toán mới của mình để tìm kiếm dữ liệu nhằm phát hiện ra bằng chứng về những thay đổi trong cấu trúc của phần trong cùng của lõi bên trong Trái đất.

Việc phát hiện những thay đổi nhỏ này trong cấu trúc của sắt là điều “đặc biệt khó khăn,” nhưng chúng có thể chứng minh 2 sự kiện nguội lạnh riêng biệt trong lịch sử Trái đất. Khám phá này cho thấy một sự kiện ấn tượng và chưa từng được biết đến trước đây, xảy ra vào một thời điểm nào đó trong những năm đầu tiên của quá trình phát triển của Trái đất – khoảng 4,5 tỷ năm trước.

Theo bà Stephenson, các chi tiết về sự kiện lớn này vẫn còn là một điều bí ẩn, nhưng chúng tôi đã giải đáp thêm một phần khác của câu đố khi nó mang đến cho chúng ta kiến thức mới về phần lõi bên trong của Trái đất .

Cho đến gần đây, sự hiểu biết của chúng ta về những tầng sâu nhất trong Trái đất là nhờ sự kết hợp của các vụ phun trào núi lửa và sóng địa chấn. Đây là những quan sát gián tiếp, nhưng chúng đã cho phép các nhà địa chất xác định được rằng phần lõi bên trong đạt nhiệt độ hơn 5.000 độ C.

Lõi bên trong cũng tương đối nhỏ, chỉ chiếm 1% thể tích Trái đất và tồn tại như một cơ thể duy nhất, với lõi bên ngoài bao quanh nó, lớp phủ bao quanh và lớp vỏ bao quanh lớp phủ.

Cấu trúc của lõi sâu bên trong có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của lõi Trái đất, vì nó được cho là có liên quan đến giai đoạn đầu của quá trình hình thành lõi.

Các nghiên cứu trước đây cho rằng có tồn tại một lõi bên trong cùng với tính dị hướng rõ rệt so với phần còn lại của lõi Trái đất. Tính dị hướng (anisotropy) là cách mà sự khác biệt trong cấu tạo của vật chất làm thay đổi tính chất của sóng địa chấn.

Bà Stephenson, nhà nghiên cứu được cấp bằng tiến sĩ, cho biết ý tưởng về một lớp riêng biệt khác đã được đề xuất cách đây vài thập kỷ, nhưng dữ liệu rất không rõ ràng.

Bà cho hay thêm rằng: “Chúng tôi đã giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng một thuật toán tìm kiếm rất thông minh để rà soát hàng nghìn mô hình của lõi bên trong.”

Theo bà Stephenson, những thay đổi của sóng cho thấy những sự khác biệt nhỏ trong cấu trúc của sắt khi bạn di chuyển qua lõi bên trong.

Dữ liệu không hoàn hảo bởi có rất nhiều điểm sơ hở, nhưng các nhà khoa học nói rằng họ tin tưởng vào những phát hiện do chúng phù hợp với các nghiên cứu khác về tính dị hướng của những phần bên trong cùng của lõi Trái đất.

“Chúng tôi bị hạn chế bởi sự phân bố của các trận động đất và máy thu toàn cầu, đặc biệt là tại các điểm đối cực,” các tác giả đã viết trong bài báo.

Các nghiên cứu trong tương lai có thể sẽ khám phá được thêm nhiều điều về trường sóng tương quan của Trái đất, bao gồm việc xếp chồng dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau để vẽ nên một bức tranh chi tiết hơn về các chuyển động bên trong Trái đất.

Các phát hiện đã được công bố trên Tạp chí Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Theo Daily Mail,

Phan Anh

Xem thêm: