Jordens inre kärna är varm, under enorm press och snötäckt, enligt ny forskning som kan hjälpa forskare att bättre förstå krafter som påverkar hela planeten.

Snön är gjord av små partiklar av järn - mycket tyngre än någon snöflinga på jordens yta - som faller från den smälta yttre kärnan och hamnar på toppen av den inre kärnan, skapa högar upp till 200 miles tjocka som täcker den inre kärnan.

Bilden kan låta som ett utomjordiskt vinterunderland. Men forskarna som ledde forskningen sa att det är besläktat med hur stenar bildas inuti vulkaner.

"Jordens metalliska kärna fungerar som en magmakammare som vi känner bättre till i skorpan, sa Jung-Fu Lin, en professor vid Jackson School of Geosciences vid University of Texas i Austin och medförfattare till studien.

Studien är tillgänglig online och kommer att publiceras i den tryckta upplagan av tidskriften JGR Solid Earth den 23 december.

Youjun Zhang, en docent vid Sichuan University i Kina, ledde studien. De andra medförfattarna inkluderar Jackson School doktorand Peter Nelson; och Nick Dygert, en biträdande professor vid University of Tennessee som genomförde forskningen under ett postdoktoralt stipendium vid Jackson School.

Jordens kärna kan inte tas, så forskare studerar det genom att registrera och analysera signaler från seismiska vågor (en typ av energivåg) när de passerar genom jorden.

Dock, aberrationer mellan senaste seismiska vågdata och de värden som skulle förväntas baserat på den nuvarande modellen av jordens kärna har väckt frågor. Vågorna rör sig långsammare än förväntat när de passerade genom basen av den yttre kärnan, och de rör sig snabbare än förväntat när de rör sig genom det östra halvklotet av den övre inre kärnan.

Studien föreslår den snötäckta kärnan av järn som en förklaring till dessa aberrationer. Forskaren S.I. Braginkskii föreslog i början av 1960-talet att ett slurrylager existerar mellan den inre och yttre kärnan, men rådande kunskap om värme- och tryckförhållanden i kärnmiljön slog sönder den teorin. Dock, nya data från experiment på kärnliknande material utförda av Zhang och hämtade från nyare vetenskaplig litteratur fann att kristallisering var möjlig och att cirka 15 % av den nedersta yttre kärnan kunde vara gjord av järnbaserade kristaller som så småningom faller ner i den flytande yttre kärnan och sätter sig ovanpå den fasta inre kärnan.

"Det är något konstigt att tänka på, "Sa Dygert. "Du har kristaller i den yttre kärnan som snöar ner på den inre kärnan över en sträcka på flera hundra kilometer."

Forskarna pekar på det ackumulerade snöpaketet som orsaken till de seismiska aberrationerna. Den slurryliknande sammansättningen bromsar de seismiska vågorna. Variationen i snöhögens storlek – tunnare på östra halvklotet och tjockare på västra – förklarar hastighetsförändringen.

"Gränsen till den inre kärnan är inte en enkel och slät yta, som kan påverka kärnans värmeledning och konvektion, " sa Zhang.

Tidningen jämför snönande av järnpartiklar med en process som sker inuti magmakammare närmare jordens yta, vilket innebär att mineraler kristalliseras ur smältan och glomma ihop. I magmakammare, komprimeringen av mineralerna skapar vad som kallas "ackumulerad sten". I jordens kärna, packningen av järnet bidrar till tillväxten av den inre kärnan och krympning av den yttre kärnan.

Och med tanke på kärnans inflytande över fenomen som påverkar hela planeten, från att generera dess magnetiska fält till att utstråla värmen som driver rörelsen av tektoniska plattor, att förstå mer om dess sammansättning och beteende kan hjälpa till att förstå hur dessa större processer fungerar.

Bruce buffé, en geovetenskapsprofessor vid University of California, Berkley som studerar planetens inre och som inte var involverad i studien, sa att forskningen konfronterar långvariga frågor om jordens inre och till och med kan hjälpa till att avslöja mer om hur jordens kärna kom till.

"Att relatera modellförutsägelserna till de onormala observationerna gör det möjligt för oss att dra slutsatser om de möjliga sammansättningarna av den flytande kärnan och kanske koppla denna information till de förhållanden som rådde vid den tidpunkt då planeten bildades, " sade han. "Utgångsvillkoret är en viktig faktor för att jorden ska bli den planet vi känner."