ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2540 เกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่เขย่าภูมิภาคหมู่เกาะเคอร์มาเดคในมหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้ 20 ปีต่อมาเล็กน้อย ในเดือนกันยายน 2018 เกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่ครั้งที่สองที่ตำแหน่งเดียวกัน คลื่นพลังงานแผ่นดินไหวแผ่ออกมาจากพื้นที่เดียวกัน หยิง โจว นักธรณีวิทยาจาก ภาควิชาธรณีศาสตร์แห่งวิทยาลัยเวอร์จิเนียเทคกล่าวว่า แม้ว่าแผ่นดินไหวจะเกิดขึ้นห่างกันถึง 20 ปี แต่เนื่องจากเกิดขึ้นในภูมิภาคเดียวกัน จึงคาดว่าจะส่งคลื่นไหวสะเทือนผ่านชั้นของโลกด้วยความเร็วที่เท่ากันของวิทยาศาสตร์ .
แต่ในข้อมูลที่บันทึกไว้ที่สี่สถานีในเครือข่ายแผ่นดินไหวทั่วโลก
มากกว่า 150 แห่งที่บันทึกการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวแบบเรียลไทม์ โจวพบความผิดปกติท่ามกลางเหตุการณ์แฝด: ในช่วงแผ่นดินไหวปี 2018 ชุดของคลื่นไหวสะเทือนที่รู้จักกันในชื่อคลื่น SKS เดินทางเร็วขึ้นประมาณหนึ่งวินาที มากกว่าคู่ของพวกเขาในปี 2540 จากข้อมูลของ Zhou ซึ่งการค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในNature Communications Earth & Environmentว่าความคลาดเคลื่อน 1 วินาทีของเวลาเดินทางของคลื่น SKS ทำให้เราเห็นภาพที่สำคัญและไม่เคยปรากฏมาก่อนของสิ่งที่เกิดขึ้นภายในส่วนลึกของโลกในแกนนอกของมันแกนโลกชั้นนอกประกบอยู่ระหว่างชั้นแมนเทิลซึ่งเป็นชั้นหินหนาใต้เปลือกโลกกับแกนในซึ่งเป็นชั้นภายในที่ลึกที่สุดของดาวเคราะห์ ประกอบด้วยธาตุเหล็กเหลวเป็นส่วนใหญ่ซึ่งผ่านการพาความร้อนหรือการไหลของของไหลในขณะที่โลกเย็นลง การหมุนวนของโลหะเหลวทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่รับผิดชอบในการสร้างสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งช่วยปกป้องโลกและทุกชีวิตบนโลกใบนี้จากรังสีที่เป็นอันตรายและลมสุริยะ
หากไม่มีสนามแม่เหล็ก โลกก็ไม่สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ และหากไม่มีการเคลื่อนที่ของโลหะเหลวในแกนกลางด้านนอก สนามแม่เหล็กก็จะไม่ทำงาน แต่ความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับไดนามิกนี้ขึ้นอยู่กับการจำลอง รองศาสตราจารย์โจวกล่าว “เรารู้แต่เพียงว่าในทางทฤษฎี ถ้าคุณมีการพาความร้อนในแกนกลางชั้นนอก คุณจะสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้” เธอกล่าว
นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถคาดเดาได้เพียงเกี่ยวกับแหล่งที่มา
ของการเปลี่ยนแปลงทีละน้อยของความแรงและทิศทางของสนามแม่เหล็กที่ได้รับการสังเกต ซึ่งน่าจะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของกระแสในแกนกลางชั้นนอก“ถ้าคุณดูที่ขั้วแม่เหล็กโลกเหนือ ปัจจุบันมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 50 กิโลเมตร [31 ไมล์] ต่อปี” โจวกล่าว “มันกำลังเคลื่อนตัวออกจากแคนาดาและมุ่งสู่ไซบีเรีย สนามแม่เหล็กไม่เหมือนกันทุกวัน มันกำลังเปลี่ยนไป เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลง เราจึงคาดการณ์ว่าการพาความร้อนในแกนกลางชั้นนอกมีการเปลี่ยนแปลงตามเวลา แต่ก็ไม่มีหลักฐานโดยตรง เราไม่เคยเห็นเลย”โจวออกเดินทางเพื่อค้นหาหลักฐานนั้น การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในแกนกลางชั้นนอกไม่ใช่เรื่องน่าทึ่ง แต่ควรค่าแก่การยืนยันและทำความเข้าใจโดยพื้นฐาน ในคลื่นไหวสะเทือนและการเปลี่ยนแปลงของความเร็วในช่วงเวลาหนึ่งทศวรรษ Zhou มองเห็นวิธีการ “สุ่มตัวอย่างโดยตรง” ของแกนกลางชั้นนอก นั่นเป็นเพราะคลื่น SKS ที่เธอศึกษาผ่านมันไป
“SKS” หมายถึงสามช่วงของคลื่น: ขั้นแรกจะเคลื่อนผ่านชั้นแมนเทิลเป็นคลื่น S หรือคลื่นเฉือน จากนั้นเข้าสู่แกนกลางชั้นนอกเป็นคลื่นบีบอัด จากนั้นกลับออกไปทางเสื้อคลุมเป็นคลื่น S ความเร็วในการเดินทางของคลื่นเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของแกนกลางชั้นนอกที่อยู่ในเส้นทางของมัน หากความหนาแน่นลดลงในบริเวณแกนนอกขณะที่คลื่นทะลุผ่านเข้าไป คลื่นจะเดินทางเร็วขึ้น เช่นเดียวกับคลื่น SKS ที่ผิดปกติในปี 2018
“มีบางอย่างเปลี่ยนแปลงไปตามเส้นทางของคลื่นลูกนั้น ดังนั้นมันจึงไปได้เร็วกว่านี้” โจวกล่าว
สำหรับโจว ความแตกต่างของความเร็วคลื่นชี้ไปยังบริเวณที่มีความหนาแน่นต่ำซึ่งก่อตัวขึ้นในแกนกลางชั้นนอกในช่วง 20 ปีนับตั้งแต่เกิดแผ่นดินไหวในปี 1997 ความเร็วคลื่น SKS ที่สูงขึ้นระหว่างแผ่นดินไหวในปี 2018 นั้นเป็นผลมาจากการปลดปล่อยธาตุแสง เช่น ไฮโดรเจน คาร์บอน และออกซิเจนในแกนกลางชั้นนอกระหว่างการพาความร้อนที่เกิดขึ้นเมื่อโลกเย็นลง เธอกล่าว“วัสดุที่มีอยู่เมื่อ 20 ปีที่แล้วไม่มีอีกแล้ว” โจวกล่าว “นี่เป็นวัสดุใหม่และเบากว่า องค์ประกอบแสงเหล่านี้จะเลื่อนขึ้นและเปลี่ยนความหนาแน่นในบริเวณที่พวกเขาอยู่”
สำหรับ Zhou มันเป็นหลักฐานว่าการเคลื่อนไหวกำลังเกิดขึ้นจริงในแกนกลาง และมันเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามที่นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งทฤษฎีไว้ “เราสามารถเห็นได้แล้ว” เธอกล่าว “หากเราสามารถเห็นมันจากคลื่นไหวสะเทือนได้ ในอนาคต เราก็สามารถตั้งสถานีวัดแผ่นดินไหวและติดตามการไหลนั้นได้”
อะไรต่อไปนั่นคือความพยายามครั้งต่อไปของ Zhou โดยใช้วิธีการวัดคลื่นที่เรียกว่าอินเตอร์เฟอโรเมตรี ทีมของเธอวางแผนที่จะวิเคราะห์การบันทึกแผ่นดินไหวอย่างต่อเนื่องจากสถานีแผ่นดินไหวสองแห่ง ซึ่งหนึ่งในนั้นจะทำหน้าที่เป็นแหล่งกำเนิดแผ่นดินไหว “เสมือนจริง” เธอกล่าว
“เราสามารถใช้แผ่นดินไหวได้ แต่ข้อจำกัดของการอาศัยข้อมูลแผ่นดินไหวคือเราไม่สามารถควบคุมตำแหน่งของแผ่นดินไหวได้อย่างแท้จริง” โจวกล่าว “แต่เราสามารถควบคุมตำแหน่งของสถานีแผ่นดินไหวได้ เราสามารถวางสถานีได้ทุกที่ที่เราต้องการ โดยเส้นทางคลื่นจากสถานีหนึ่งไปยังอีกสถานีหนึ่งจะผ่านแกนกลางชั้นนอก หากเราตรวจสอบเมื่อเวลาผ่านไป เราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงของคลื่นไหวสะเทือนที่ทะลุผ่านแกนกลางระหว่างสองสถานีนี้ ด้วยวิธีนี้ เราจะสามารถเห็นการเคลื่อนไหวของของไหลในแกนกลางชั้นนอกตามเวลาได้ดีขึ้น”
credit : sandersonemployment.com lesasearch.com actsofvillainy.com soccerjerseysshops.com nykodesign.com nymphouniversity.com saltysrealm.com baldmanwalking.com forumharrypotter.com contrebasseries.com
