Forskare från The Australian National University (ANU) låser upp några av hemligheterna i jordens inre kärna genom att anpassa och vidareutveckla en teknik som används på sjukhus runt om i världen.

Tomografi är den avbildningsprocess som används vid röntgen och ultraljud, och involverar vågor som passerar genom kroppen, innan du studsar av kroppsvävnaden och tillbaka till en mottagare.

ANU-forskaren professor Hrvoje Tkalčić sa att det också har visat sig vara ett användbart sätt för seismologer att "se" inuti jorden - med ett par viktiga skillnader.

"Detta är ett av de första försöken med tomografi av jordens inre kärna."

"Inom medicin har de ett oändligt antal källor och mottagare som de kan placera runt kroppen, beroende på problemområdet. Jordforskare måste förlita sig på naturliga källor – eller jordbävningar – och seismometrar, och vi har inte full kontroll över deras plats."

"En av de viktigaste sakerna vi kan mäta är färdtiden för vågor genom planeten, från det att en stor jordbävning inträffar tills den registreras av instrumentet på andra sidan jordklotet."

Denna restid, och hur mycket vågorna dämpar – eller förlorar energi – kan ge avgörande information om materialet de passerar genom, på samma sätt kan röntgenstrålar ta upp onormala strukturer i människokroppen.

ANU-teamet använde en banbrytande metod för att förbättra noggrannheten i sina resultat, använder en komplex datoralgoritm.

"Vi använde vad som kallas en "transdimensionell" algoritm. Det betyder att dimensionen av vårt problem förändras när vi löser det, eller med andra ord är antalet okända i vårt problem i sig okänt, " sa Dr Tanja Pejić.

"Detta är ett mycket beräkningsmässigt komplext problem, med individuella beräkningar som tar veckor att lösa på RSES:s Terrawulf-datorkluster. Svaret är en hel ensemble av lösningar, och ett genomsnitt genom det ger oss en statistiskt mer sannolik lösning."

Studien fokuserade på att avbilda det översta lagret av jordens inre kärna, ett område som av vissa forskare ses som en "slutlig gräns" för global seismologi.

"Under de senaste decennierna har forskare varit låsta i en debatt om den inre kärnans bildning, dynamik, och tillväxt, " sa Dr Pejić.

"Vårt papper visar att det östra halvklotet är mycket dämpande för seismiska vågor, men också att det västra halvklotet – istället för att vara mindre dämpande – kan delas upp ytterligare i två regioner. En region är potentiellt ännu mer dämpande än hela det östra halvklotet, och den andra regionen är mindre dämpande."

Professor Tkalčić sa att dessa fynd kan ge nya bevis om sambandet mellan den inre kärnan och andra delar av jorden.

"Vi kan lära oss av dessa tomografiska bilder något om dynamiken i hela systemet, hela kärnan och dess koppling till den nedre manteln och jordens yta."

"Även om det här är en ögonblicksbild av den nuvarande synen av jorden, det kan hjälpa oss att bättre förstå bildningsprocessen av den fasta inre kärnan, och till och med planetbildning i allmänhet."

"Vi närmar oss sakta."

Forskningen har publicerats i Journal of Geophysical Research:Solid Earth .