Kvanthopp: Kapplöpningen till underjorden – vi vet mer om vad som händer inuti solen än under våra egna skosulor
Jordens inre rymd fascinerar oss, kanske lika mycket som den yttre. På sistone har vi lärt oss mer om vad som pågår där nere. Men ännu återstår många frågetecken.
Kapplöpningen till underjorden – ”Vi vet mer om vad som händer inuti solen än under våra egna skosulor”
Avståndet från dina skosulor ned till jordens mittpunkt är ungefär 6 370 kilometer. Skulle någon lyckas borra en brunn ända till mitten och du skulle släppa ner en tegelsten, skulle det ta fyrtiofem minuter för den att nå ända ner. Och sedan skulle den ju vara viktlös, eftersom hela jorden med sin tyngdkraft finns omkring den.
Jordens inre har alltid fascinerat både vetenskapen och science fictionförfattarna, inte minst Jules Verne. Det har till och med förekommit seriösa försök att borra sig igenom jordskorpan, om inte till jordens medelpunkt, men åtminstone till manteln, lagret som våra kontinenter ”flyter” på. Vi ska ta en titt på två av dem i veckans Kvanthopp.
Men det är uttryckligen jordens medelpunkt, eller kärna, som har varit i rubrikerna nu i dagarna. Nya studier har uppdagat kunskap som kan tvinga oss att skriva om det vi trodde att vi visste om jordens medelpunkt.
En kärna inuti kärnan
Det är en grupp seismologer från Australian National University som nu på sistone har analyserat jordbävningsdata och hittat någonting spännande, någonting som forskarna har spekulerat om rätt länge, utan att kunna bevisa någonting.
Bara det här med hur man använder seismiska vågor från starka jordbävningar, magnitud 6 och uppåt, för att teckna en bild av jordens inre, är ganska spännande. Baserat på hur de här vågorna reflekteras när de passerar genom jordens innersta kan man alltså skapa en uppfattning av vad som finns där inne.
Vad de australiska forskarna nu tror sig ha hittat är alltså ett tidigare okänt lager inuti jordens kärna. Någonting som ser ut som en solid metallisk boll, 650 kilometer i diameter.
Fyndet, som har publicerats i Nature Communications, bekräftade alltså att jordens inre består av fem lager och inte fyra, som länge har varit den officiella sanningen.
Och vilka var nu de här fyra – eller fem – lagren igen? Nå, överst ligger jordskorpan som vi går och står på, förstås. Och under den, den halvsmälta, halvstela, knäckliknande magmaoceanen kallad manteln, som är det tjockaste av jordens inre lager. Den sträcker sig ned till ungefär 2 800 kilometers djup.
Inuti den har vi sedan en yttre kärna av flytande nickel och järn, cirka 2 300 kilometer i diameter. Enligt den så kallade dynamo-teorin är det konvektionsströmmar i den yttre kärnan, i kombination med corioliseffekten, som ger upphov till jordens magnetfält. Som vi ju kan tacka för att vi över huvud taget kan existera här på jorden.
Och inuti den yttre kärnan, har vi sedan en inre kärna av fast metall, uppskattningsvis 80 procent järn och resten huvudsakligen nickel, med en temperatur på omkring 5 000 grader Celsius. Och det är alltså här som man nu tror sig ha hittat ytterligare ett lager.
Enligt en teori skulle järnet i den innersta delen av kärnan de facto vara i form av en enda stor järnkristall. Det här baserat på laboratorieförsök där man har utsatt små mängder järn för motsvarande temperaturer och tryck som i jordens kärna.
Vad håller jordens kärna på med just nu?
En annan, separat men parallell nyhet, som också handlar om jordens inre kärna, som har skapat rubriker på sistone, gör gällande att den här inre kärnan – hur många lager den nu än har – tycks ha ändrat rotationsriktning på senare tid.
Den allmänna uppfattningen är att jordens inre kärna roterar moturs, sett från nordpolen, som resten av planeten jorden, fast lite snabbare än resten av planeten.
Men ännu en studie, från Peking University i Kina den här gången, som också utgår från seismiska data, har kommit fram till att den inre kärnans rotation saktade in runt år 2009 och sedan bytte riktning. Den roterar alltså nu långsammare än resten av jorden.
Forskarna tror att den inre kärnans rotation saktar in och snabbar upp periodvis. En komplett cykel, först i ena riktningen och sedan den andra, skulle enligt de kinesiska forskarna vara på sjuttio år.
Vad det här nu sedan betyder i praktiken för oss här uppe på jordens yta, det vet ingen i det här skedet – sannolikt väldigt lite, eller ingenting. Men en sak är säker – jordens inre är fortfarande ett stort mysterium för oss. Det är anmärkningsvärt hur lite av vår hemplanet som är utforskad. Vi har bokstavligen bara skrapat lite på ytan ännu.
Till och med det vi vet, har vi vetat en förvånansvärt kort tid. Ta nu plattektoniken, alltså den geologiska teori som förklarar kontinenternas rörelser. Vem kan glömma aha-upplevelsen i skolan då läraren visade att Sydamerika och Afrika passar ihop som två pusselbitar. Det kallas kontinentaldrift.
Termen myntades så pass sent som 1912, två år efter att min morfar föddes, av den tyske meteorologen och geofysikern Alfred Wegener.
Fast Wegener hade ingen aning om hur det hela går till, hur kontinenterna rör på sig. Vi vet nu att det har att göra med konvektionsströmmar i jordens inre, stigande pelare av het magma från jordens djup som knuffar kontinentalplattorna framåt. Som ett löpande band. Och sen då plattorna gnuggar och skavar mot varandra händer sådant som Turkiet och Syrien fick uppleva nyligen.
Den slutgiltiga teorin om det som kallas plattektoniken, den är ännu yngre. Den formulerades av den amerikanska geofysikern och jordbävningsforskaren Jack Oliver 1968. Ett år innan jag föddes.
Lyssna på Kvanthopp och hör mer om expeditionerna till jordens inre
Men ändå, det ligger ju en viss ironi i att vi på sätt och vis vet mera om det som sker inuti solen än om det som sker inne i planeten vi själva bor på. För att inte tala om allt vi vet om månen, där vi ju till och med har varit. Till skillnad från jordens mantel, till exempel.
Men ingen kan beskylla oss för att inte ens ha försökt. För det har vi. Som sagt, även om upptäcktsresornas tid verkar vara förbi numera, fanns det en tid då det var annorlunda.
I veckans Kvanthopp tittar vi närmare på ett exempel på det här, där man bokstavligen gick på djupet med saker och ting.
Vi ska stifta bekantskap med två olika, spektakulära projekt där stormakterna mätte varandras mod och beslutsamhet: Projekt Mohole och Kola Superdeep Borehole (SG-3). Samtidigt som kapplöpningen till rymden, och till månen, var i full gång, var det en annan kapplöpning på gång. Vem skulle bli först med att borra sig igenom jordskorpan, ned till jordens så kallade mantel?
Det var alltså USA mot Sovjetunionen, och de två supermakterna valde två väldigt olika utgångspunkter och metoder för att nå dit ner. Hur långt ned nådde de, och vad upptäckte de på vägen? En populär internetskröna från 1997, ”Well to hell”, gör gällande att ryssarna borrade genom taket till självaste helvetet...
Men det gjordes genuina vetenskapliga upptäckter också. Vi blev lite klokare på kuppen.
Lyssna på veckans avsnitt av Kvanthopp (nedan) så blir du också det.
' /%3E%3C/svg%3E)
