Para ilmuwan telah memastikan bahwa inti bumi telah melambat sedemikian rupa sehingga bergerak mundur. Berikut ini maksudnya

Berlangganan buletin Wonder Theory CNN. Jelajahi alam semesta dengan berita tentang penemuan menarik, kemajuan ilmiah, dan banyak lagi.

CNN
—

Jauh di dalam bumi terdapat bola logam padat yang berputar secara independen dari planet kita yang berputar, seperti gasing yang berputar di dalam gasing yang lebih besar, diselimuti misteri.

Inti bagian dalam ini telah menarik perhatian para peneliti sejak ditemukan oleh seismolog Denmark Inge Lehmann pada tahun 1936, dan cara pergerakannya—kecepatan dan arah rotasinya—telah menjadi fokus perdebatan selama beberapa dekade. Semakin banyak bukti yang menunjukkan bahwa rotasi inti telah berubah secara dramatis dalam beberapa tahun terakhir, namun para ilmuwan masih berbeda pendapat tentang apa sebenarnya yang terjadi – dan apa artinya.

Salah satu masalahnya terletak pada ketidakmungkinan mengamati atau mengambil sampel secara langsung dari bagian dalam bumi. Ahli seismologi telah mengumpulkan informasi tentang pergerakan inti dalam dengan mempelajari perilaku gelombang akibat gempa besar yang melanda wilayah ini. Perbedaan antara gelombang dengan kekuatan serupa yang melewati inti atom pada waktu berbeda memungkinkan para ilmuwan mengukur perubahan posisi inti bagian dalam dan menghitung rotasinya.

“Rotasi diferensial inti dalam diusulkan sebagai fenomena pada tahun 1970an dan 1980an, namun bukti seismik baru dipublikasikan pada tahun 1990an,” kata Dr. Lauren Waszczyk, dosen senior ilmu fisika di Universitas James Cook di Australia.

Namun para peneliti masih memperdebatkan bagaimana menafsirkan hasil ini, “terutama karena tantangan untuk melakukan pengamatan rinci terhadap inti bumi, karena letaknya yang terpencil dan terbatasnya data yang tersedia,” kata Wasek. Akibatnya, tambahnya, “penelitian yang dilakukan pada tahun-tahun dan dekade berikutnya tidak sepakat mengenai laju rotasi, serta arahnya terhadap mantel.” Beberapa analisis bahkan menunjukkan bahwa inti atom tidak berotasi sama sekali.

Model yang menjanjikan Diusulkan pada tahun 2023 Para ilmuwan menggambarkan inti dalam yang dulunya berputar lebih cepat dari Bumi itu sendiri, namun kini berputar dengan kecepatan lebih lambat. Para ilmuwan melaporkan bahwa rotasi inti atom bertepatan dengan rotasi bumi selama jangka waktu tertentu. Kemudian ia semakin melambat hingga inti mulai bergerak mundur relatif terhadap lapisan cair di sekitarnya.

Pada saat itu, beberapa ahli memperingatkan bahwa diperlukan lebih banyak data untuk memperkuat kesimpulan ini, dan kini tim ilmuwan lain telah memberikan bukti baru yang meyakinkan untuk hipotesis tentang laju rotasi inti dalam. Penelitian ini dipublikasikan pada 12 Juni di jurnal alam Namun hal ini tidak hanya menegaskan penyebab utama perlambatan ekonomi, namun juga mendukung anggapan pada tahun 2023 bahwa perlambatan mendasar ini adalah bagian dari pola perlambatan dan percepatan jangka panjang.

Temuan baru ini juga mengkonfirmasi bahwa perubahan kecepatan rotasi mengikuti siklus 70 tahun, menurut salah satu penulis studi tersebut. Dr.John VidalProfesor Dekan Ilmu Bumi di Sekolah Tinggi Sastra, Seni dan Sains Dornsife di Universitas Southern California.

“Kami telah berdebat tentang hal ini selama 20 tahun, dan saya pikir ini adalah solusi yang tepat,” kata Vidal. “Saya pikir kita telah mengakhiri diskusi tentang apakah inti bumi bergerak, dan bagaimana polanya dua dekade terakhir.”

Namun tidak semua orang yakin bahwa masalah ini sudah selesai, dan bagaimana perlambatan inti bumi dapat mempengaruhi planet kita masih menjadi pertanyaan terbuka – meskipun beberapa ahli mengatakan medan magnet bumi mungkin berperan.

Inti dalam logam padat terletak 3.220 mil (5.180 kilometer) di dalam Bumi, dikelilingi oleh inti luar logam cair. Inti bagian dalam sebagian besar terdiri dari besi dan nikel, dan diperkirakan sama panasnya dengan permukaan Matahari — sekitar 9.800 derajat Fahrenheit (5.400 derajat Celcius).

Medan magnet bumi menarik bola logam panas padat ini, menyebabkannya berputar. Pada saat yang sama, gravitasi dan aliran cairan inti luar dan mantel menarik inti. Selama beberapa dekade, tarikan dan dorong gaya-gaya ini menyebabkan perbedaan kecepatan rotasi inti, kata Vidal.

Aliran cairan kaya mineral di inti luar menghasilkan arus listrik yang memberi energi pada medan magnet bumi, yang melindungi planet kita dari radiasi matahari yang mematikan. Meskipun pengaruh langsung inti dalam terhadap medan magnet tidak diketahui, para ilmuwan sebelumnya telah melaporkan… Pada tahun 2023 Inti yang berputar perlahan dapat mempengaruhinya dan juga dapat memperpendek durasi hari.

Ketika para ilmuwan mencoba untuk “melihat” seluruh planet, mereka biasanya melacak dua jenis gelombang seismik: gelombang tekanan, atau gelombang P, dan gelombang geser, atau gelombang P yang bergerak melalui semua jenis materi; Gelombang S hanya bergerak melalui benda padat atau cairan yang sangat kental, menurut Survei Geologi AS.

Ahli seismologi pada tahun 1880-an memperhatikan bahwa gelombang S yang ditimbulkan oleh gempa bumi tidak melewati seluruh bumi, sehingga mereka menyimpulkan bahwa inti bumi bersifat cair. Namun beberapa gelombang P, setelah melewati inti bumi, muncul di tempat yang tidak terduga – “zona bayangan”, kata Lehman. Beri nama -Menciptakan anomali yang tidak mungkin dijelaskan. Lehmann adalah orang pertama yang menyatakan bahwa gelombang P turbulen mungkin berinteraksi dengan inti dalam yang padat di dalam inti luar yang cair, berdasarkan data dari gempa bumi besar tahun 1929 di Selandia Baru.

Dengan melacak gelombang seismik dari gempa bumi yang melewati inti bumi dengan jalur yang sama sejak tahun 1964, penulis studi tahun 2023 menemukan bahwa rotasi mengikuti siklus 70 tahun. Pada tahun 1970-an, inti bumi berputar sedikit lebih cepat daripada planet. Kemudian ia melambat sekitar tahun 2008, dan dari tahun 2008 hingga 2023 ia mulai bergerak sedikit ke arah yang berlawanan, relatif terhadap mantel.

Dalam studi barunya, Vidal dan rekannya mengamati gelombang seismik yang ditimbulkan oleh gempa bumi di lokasi yang sama pada waktu berbeda. Mereka menemukan 121 contoh gempa bumi yang terjadi antara tahun 1991 dan 2023 di Kepulauan Sandwich Selatan, sebuah kepulauan pulau vulkanik di Samudera Atlantik di sebelah timur ujung paling selatan Amerika Selatan. Para peneliti juga mengamati gelombang kejut yang menembus inti dari uji coba nuklir Soviet yang dilakukan antara tahun 1971 dan 1974.

Perputaran jantung mempengaruhi waktu datangnya gelombang, kata Vidal. Membandingkan waktu sinyal seismik ketika mereka bersentuhan dengan inti menunjukkan perubahan dalam rotasi inti dari waktu ke waktu, mengkonfirmasikan siklus rotasi 70 tahun. Menurut perhitungan para peneliti, jantung hampir siap untuk mulai berakselerasi kembali.

Dibandingkan dengan studi seismik lain yang mengukur gempa bumi individu saat melewati inti – terlepas dari kapan gempa tersebut terjadi – hanya menggunakan gempa berpasangan akan mengurangi jumlah data yang dapat digunakan, “yang membuat metode ini lebih menantang,” kata Waszek. Namun, hal ini juga memungkinkan para ilmuwan mengukur perubahan putaran inti dengan lebih tepat, menurut Vidal. Jika model timnya benar, rotasi inti akan mulai meningkat lagi dalam waktu sekitar lima hingga 10 tahun.

Seismometer juga mengungkapkan bahwa selama siklus 70 tahun, rotasi inti melambat dan berakselerasi pada tingkat yang berbeda, “hal ini perlu dijelaskan,” kata Vidal. Salah satu kemungkinannya adalah inti logam tidak sekokoh yang diperkirakan. Jika berubah bentuk saat berputar, bisa mempengaruhi konsistensi kecepatan putarannya, ujarnya.

Perhitungan tim juga menunjukkan bahwa inti atom memiliki tingkat rotasi yang berbeda untuk gerakan maju dan mundur, yang menambah “kontribusi menarik pada kemampuan bicara,” kata Waszek.

Namun kedalaman dan tidak dapat diaksesnya inti bumi berarti masih ada keraguan, tambahnya. Mengenai apakah perdebatan mengenai rotasi nuklir benar-benar telah berakhir, Wasek berkata: “Kami memerlukan lebih banyak data dan alat multidisiplin yang lebih baik untuk menyelidiki hal ini lebih lanjut.”

Meskipun dapat dilacak dan diukur, perubahan rotasi inti hampir tidak terlihat oleh manusia di Bumi, kata Vidal. Ketika inti berputar lebih lambat, gerakan mantel semakin cepat. Pergeseran ini membuat Bumi berotasi lebih cepat dan memperpendek lamanya hari. Namun pergeseran rotasi seperti itu hanya berarti satu milidetik dalam satu hari, katanya.

“Dalam kaitannya dengan dampaknya terhadap kehidupan seseorang?” Dia berkata. “Saya tidak bisa membayangkan itu berarti banyak.”

Para ilmuwan mempelajari inti bumi untuk mempelajari bagaimana bagian dalam bumi terbentuk dan bagaimana aktivitas-aktivitas saling terkait di seluruh lapisan bawah permukaan planet ini. Vidal menambahkan bahwa wilayah misterius di mana inti luar yang cair mengelilingi inti dalam yang padat sangatlah menarik. Sebagai tempat pertemuan zat cair dan padat, batas ini “penuh dengan potensi aktivitas”, seperti batas inti-mantel dan batas kerak mantel.

“Kita mungkin memiliki gunung berapi di batas inti bagian dalam, misalnya, tempat benda padat dan cair bertemu dan bergerak,” katanya.

Karena perputaran inti dalam mempengaruhi pergerakan inti luar, maka diyakini bahwa perputaran inti dalam membantu memberi makan medan magnet bumi, meskipun diperlukan lebih banyak penelitian untuk mengungkap peran tepatnya. Waszczyk mengatakan ada banyak hal yang harus dipelajari tentang keseluruhan struktur inti dalam.

“Metodologi baru dan masa depan akan sangat penting untuk menjawab pertanyaan yang sedang berlangsung tentang inti bumi, termasuk rotasi.”

Mindy Weissberger adalah penulis sains dan produser media yang karyanya telah muncul di Live Science, Scientific American, dan How It Works.