Inti dalam bumi mungkin membalikkan rotasinya

Planet kita mungkin baru saja mengalami perubahan hati.

Inti dalam bumi mungkin untuk sementara berhenti berputar relatif terhadap mantel dan permukaannya, para peneliti melaporkan pada 23 Januari Geosains Alam. Sekarang, arah rotasi inti dalam mungkin berbalik – bagian dari siklus kira-kira 70 tahun yang dapat memengaruhi panjang hari Bumi dan medan magnetnya – meskipun beberapa peneliti skeptis.

“Kami melihat bukti kuat bahwa inti dalam berotasi lebih cepat daripada permukaan, [but] sekitar tahun 2009 hampir berhenti,” kata ahli geofisika Xiaodong Song dari Universitas Peking di Beijing. Sekarang ini adalah langkah bertahap[ing] berlawanan arah.”

Perputaran yang begitu dalam mungkin terdengar aneh, tetapi Bumi tidak stabil (SN: 13/1/21). Telusuri kerak bumi yang selalu berubah dan Anda akan memasuki mantel titanic, di mana kumpulan batuan raksasa mengalir dengan kental selama jutaan tahun, terkadang naik untuk menggores kerak di atasnya (SN: 11/1/17, SN: 2/3/17, SN: 4/2/21). Selami lebih dalam dan Anda akan mencapai inti luar cair Bumi. Di sini, arus logam cair yang bersirkulasi menyulap medan magnet planet kita (SN: 9/4/15). Dan di pusat pencairan itu, Anda akan menemukan bola logam padat berputar sekitar 70 persen selebar bulan.

Ini adalah inti dalam (SN: 28/1/19). Penelitian menunjukkan bahwa jantung padat ini dapat berputar di dalam inti luar yang cair, didorong oleh torsi magnetik inti luar. Para peneliti juga berpendapat bahwa tarikan gravitasi mantel yang sangat besar dapat menyebabkan rem yang tidak menentu pada rotasi inti dalam, menyebabkannya berosilasi.

Bukti rotasi fluktuasi inti dalam pertama kali muncul pada tahun 1996. Ahli geofisika Paul Richards dari Observatorium Bumi Lamont-Doherty Universitas Columbia di Palisades, NY, dan Song, kemudian juga di Lamont-Doherty, melaporkan bahwa selama rentang waktu tiga dekade, gelombang seismik dari Gempa bumi membutuhkan waktu yang berbeda untuk melintasi jantung padat Bumi.

Para peneliti menyimpulkan bahwa inti dalam berputar pada kecepatan yang berbeda dari mantel dan kerak, menyebabkan perbedaan waktu. Planet ini berputar kira-kira 360 derajat dalam sehari. Berdasarkan perhitungan mereka, para peneliti memperkirakan bahwa inti dalam rata-rata berputar sekitar 1 derajat per tahun lebih cepat daripada bagian Bumi lainnya.

Tetapi peneliti lain mempertanyakan kesimpulan itu, beberapa menyarankan bahwa inti berputar lebih lambat dari perkiraan Song dan Richards atau tidak berputar sama sekali.

Dalam studi baru, saat menganalisis data seismik global sejak tahun 1990-an, Song dan ahli geofisika Yi Yang – juga di Universitas Peking – membuat pengamatan yang mengejutkan.

Sebelum tahun 2009, gelombang seismik yang dihasilkan oleh urutan dan pasangan gempa berulang — dikenal sebagai multiplet dan doublet — bergerak dengan kecepatan berbeda melalui inti dalam. Ini menunjukkan gelombang dari gempa berulang melintasi bagian berbeda dari inti dalam, dan bahwa inti dalam berputar dengan kecepatan yang berbeda dari bagian Bumi lainnya, sejalan dengan penelitian Song sebelumnya.

Namun sekitar tahun 2009, perbedaan waktu perjalanan menghilang. Itu menunjukkan bahwa inti dalam telah berhenti berputar sehubungan dengan mantel dan kerak bumi, kata Yang. Setelah 2009, perbedaan-perbedaan ini muncul kembali, tetapi para peneliti menyimpulkan bahwa gelombang-gelombang itu melintasi bagian-bagian inti dalam yang menunjukkan bahwa sekarang ia berputar ke arah yang berlawanan dengan bagian Bumi lainnya.

Para peneliti kemudian meneliti catatan doublet gempa Alaska yang berasal dari tahun 1964. Sementara inti dalam tampaknya berotasi secara stabil untuk sebagian besar waktu itu, tampaknya telah membuat pembalikan lain dalam rotasi di awal tahun 1970-an, kata para peneliti.

Song dan Yang menyimpulkan bahwa inti dalam dapat berosilasi dengan periodisitas kira-kira 70 tahun — berganti arah setiap 35 tahun atau lebih. Karena inti dalam secara gravitasi terkait dengan mantel dan secara magnetis terkait dengan inti luar, para peneliti mengatakan osilasi ini dapat menjelaskan variasi 60 hingga 70 tahun yang diketahui dalam panjang hari Bumi dan perilaku medan magnet planet. Namun, lebih banyak pekerjaan diperlukan untuk menentukan mekanisme apa yang mungkin bertanggung jawab.

Tetapi tidak semua peneliti setuju. Yang dan Song “identif[y] periode 10 tahun terakhir ini [that] memiliki aktivitas lebih sedikit dari sebelumnya, dan saya pikir itu mungkin dapat diandalkan,” kata ahli geofisika John Vidale dari University of Southern California di Los Angeles, yang tidak terlibat dalam penelitian. Namun di luar itu, kata Vidale, banyak hal menjadi perdebatan.

Pada tahun 2022, dia dan rekannya melaporkan bahwa gelombang seismik dari uji coba nuklir menunjukkan inti dalam dapat membalikkan rotasinya setiap tiga tahun atau lebih. Sementara itu, peneliti lain telah mengusulkan bahwa inti dalam tidak bergerak sama sekali. Sebaliknya, kata mereka, perubahan bentuk permukaan inti bagian dalam dapat menjelaskan perbedaan waktu perjalanan gelombang.

Pengamatan di masa depan mungkin akan membantu menguraikan perbedaan antara studi ini, kata Vidale. Untuk saat ini, dia tidak terganggu oleh kemacetan chthonic yang diklaim. “Kemungkinan besar, ini tidak relevan dengan kehidupan di permukaan, tapi kita sebenarnya tidak tahu apa yang terjadi,” katanya. “Adalah tugas kita untuk mencari tahu.”