Uttömmande seismiska data från upprepade jordbävningar och nya databearbetningsmetoder har gett de bästa bevisen hittills på att jordens inre kärna roterar – vilket avslöjar en bättre förståelse för de hett omdiskuterade processerna som styr planetens magnetfält.

Den nya studien av forskare från University of Illinois i Urbana-Champaign publiceras i tidskriften Earth and Planetary Science Letters .

Geologer förstår inte helt hur jordens magnetfältsgenerator fungerar, men misstänker att det är nära kopplat till dynamiska processer nära den inre kärnan-yttre kärnans gränsområde, sa forskarna. Förskjutningar i placeringen av de magnetiska polerna, förändringar i fältstyrka och avvikande seismiska data har fått forskare att titta närmare.

"1996, en liten men systematisk förändring av seismiska vågor som passerar genom den inre kärnan upptäcktes först av vår grupp, som vi tolkade som bevis för differentiell rotation av den inre kärnan i förhållande till jordens yta, " sa geologiprofessorn och studiemedförfattaren Xiaodong Song, som nu är vid Pekings universitet. "Dock, vissa studier tror att det vi tolkar som rörelse istället är resultatet av seismiska vågor som reflekteras från en växelvis förstorande och krympande inre kärngräns, som att växa berg och skära kanjoner."

Forskarna presenterar seismiska data från en rad geografiska platser och upprepade jordbävningar, kallas dubletter, som inträffar på samma plats över tiden. "Att ha data från samma plats men olika tider gör att vi kan skilja mellan seismiska signaler som förändras på grund av lokal variation i relief från de som ändras på grund av rörelse och rotation, sa Yi Yang, en doktorand och huvudförfattare till studien.

Teamet fann att några av de jordbävningsgenererade seismiska vågorna tränger igenom järnkroppen under den inre kärngränsen och förändras över tiden, vilket inte skulle hända om den inre kärnan var stationär, sa forskarna. "Viktigt, vi ser att dessa brutna vågor förändras innan de reflekterade vågorna studsar från den inre kärngränsen, vilket innebär att förändringarna kommer inifrån den inre kärnan, " sa Song.

Grunden för debatten ligger i det faktum att de tidigare studierna tittade på en relativt liten pool av något tvetydiga data genererade från en metod som är starkt beroende av exakt klocktid, sa forskarna.

"Det som gör vår analys annorlunda är vår exakta metod för att bestämma exakt när förändringarna i seismiska signaler inträffar och anländer till de olika seismiska stationerna över hela världen, "Yang sa. "Vi använder en seismisk våg som inte nådde den inre kärnan som en referensvåg i våra beräkningar, vilket eliminerar mycket av oklarheten."

Denna exakta ankomsttidsanalys, en omfattande samling av data av bästa kvalitet och noggrann statistisk analys utförd av Yang, är det som ger denna studie dess kraft, sa Song. "Detta arbete bekräftar att de tidsmässiga förändringarna kommer mestadels, om inte alla, från kroppen av den inre kärnan, och idén att förändringar av inre kärna är den enda källan till signalförändringarna kan nu uteslutas, " han sa.