3, 200 miles under jordens yta ligger den inre kärnan, en bollformad massa av mestadels järn som är ansvarig för jordens magnetfält. På 1950-talet, forskare föreslog att den inre kärnan var solid, i motsats till den flytande metallregionen som omger den.

Ny forskning ledd av Rhett Butler, en geofysiker vid University of Hawai'i vid Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), antyder att jordens "fasta" inre kärna är, faktiskt, utrustad med en mängd vätska, mjuk, och hårda strukturer som varierar över de övre 150 milen av den inre kärnan.

Ingen människa, ingen maskin har varit i denna region. Djupet, tryck och temperatur gör den inre jorden otillgänglig. Så Butler, en forskare vid SOEST's Hawai'i Institute of Geophysics and Planetology, och medförfattare Seiji Tsuboi, forskare vid Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, litade på de enda tillgängliga medlen för att undersöka den innersta jorden - jordbävningsvågor.

"Upplyst av jordbävningar i skorpan och den övre manteln, och observeras av seismiska observatorier på jordens yta, seismologi erbjuder det enda direkta sättet att undersöka den inre kärnan och dess processer, sa Butler.

När seismiska vågor rör sig genom olika lager av jorden, deras hastighet ändras och de kan reflektera eller bryta beroende på mineralerna, temperatur och densitet för det lagret.

För att härleda drag av den inre kärnan, Butler och Tsuboi använde data från seismometrar mittemot platsen där en jordbävning genererades. Med hjälp av Japans Earth Simulator -superdator, de bedömde fem parningar för att i stort täcka den inre kärnregionen:Tonga – Algeriet, Indonesien–Brasilien, och tre mellan Chile – Kina.

"I stark kontrast till det homogena, mjuka järnlegeringar betraktade i alla jordmodeller av den inre kärnan sedan 1970 -talet, våra modeller tyder på att det finns angränsande områden med hårda, mjuk, och flytande eller mosiga järnlegeringar i de övre 150 milen av den inre kärnan, "sa Butler." Detta sätter nya begränsningar på kompositionen, termisk historia, och jordens utveckling.

Studiet av den inre kärnan och upptäckten av dess heterogena struktur ger viktig ny information om dynamiken vid gränsen mellan den inre och yttre kärnan, som påverkar generationen jordens magnetfält.

"Kunskapen om detta gränstillstånd från seismologi kan möjliggöra bättre, förutsägande modeller av det geomagnetiska fältet som skyddar och skyddar livet på vår planet, sa Butler.

Forskarna planerar att modellera den inre kärnstrukturen i finare detalj med hjälp av Earth Simulator och jämföra hur den strukturen jämförs med olika egenskaper hos jordens geomagnetiska fält.

Forskningen publicerades i Jordens fysik och planeternas inre .