Các lớp của Trái Đất. Ảnh: iStock.
Hiện tượng được các nhà khoa học phát hiện khi nghiên cứu sóng địa chấn (rung động dưới lòng đất do động đất gây ra) truyền qua lõi trong của Trái Đất, vì một số lý do, sóng di chuyển qua lõi giữa cực bắc và cực nam nhanh hơn nhiều so với di chuyển qua xích đạo.
Giới nghiên cứu đã biết về sự chênh lệch mang tên dị hướng địa chấn trong nhiều thập kỷ, nhưng không thể tìm ra cách giải thích phù hợp với dữ liệu sẵn có. Giờ đây, sử dụng mô phỏng máy tính về sự phát triển của lõi Trái Đất trong hàng tỷ năm qua, nghiên cứu mới công bố hôm 3/6 trên tạp chí Nature Geoscience cung cấp câu trả lời hợp lý.
Mỗi năm, lõi trong của Trái Đất phát triển theo chiều hướng không đều với tinh thể sắt hình thành nhanh hơn ở nửa phía đông của lõi so với nửa phía tây. Điều này có nghĩa lõi ngoài lấy nhiều nhiệt từ nửa đông (bên dưới Indonesia) hơn nửa tây (bên dưới Brazil).
"Để hiển thị sự phát triển không đều ở lõi, hãy hình dung một gốc cây với những vòng cây tản dần ra từ điểm trung tâm, nhưng tâm của vòng cây lệch với tâm của cái cây, vì vậy các vòng cách xa nhau ở nửa phía đông và gần nhau hơn ở nửa phía tây. Mặt cắt của lõi trong Trái Đất có thể cũng tương tự như vậy", Frost giải thích.
Trung bình, bán kính lõi trong tăng thêm khoảng một milimet mỗi năm. Trọng lực bù đắp cho sự phát triển không đều ở phía tây bằng cách đẩy những tinh thể mới về hướng tây. Tại đó, các tinh thể dồn tụ lại thành cấu trúc dạng lưới trải dài dọc theo trục bắc - nam của lõi. Cấu trúc tinh thể nằm song song với cực Trái Đất, cho phép sóng địa chấn truyền nhanh hơn theo hướng đó.
Các nhà nghiên cứu cho biết rất khó tìm ra nguyên nhân dẫn tới sự phát triển mất cân bằng ở lõi trong mà không xem xét những lớp khác của Trái Đất. Mỗi lớp được kiểm soát bởi lớp phía trên và ảnh hưởng tới lớp bên dưới. Lõi trong chậm rãi cứng lại từ lõi lỏng bên ngoài, giống như quả cầu tuyết thêm dần từng lớp. Lõi ngoài lại nguội dần nhờ lớp phủ bên trên.
Mảng kiến tạo cũng có thể là một phần nguyên nhân. Khi mảng kiến tạo lạnh chìm xuống sâu bên dưới bề mặt Trái Đất ở đới hút chìm, chúng làm nguội lớp phủ bên dưới. Tuy nhiên, liệu sự nguội đi của lớp phủ có tác động tới lõi trong hay không vẫn là chủ đề gây tranh cãi.
Nhóm nghiên cứu cũng không biết chắc hiện tượng mất nhiệt không đều ở lớp lõi có ảnh hưởng tới từ trường Trái Đất hay không. Từ trường hiện nay tồn tại nhờ sự dịch chuyển của sắt lỏng ở lõi ngoài. Quá trình này chịu ảnh hưởng từ sự mất nhiệt ở lõi trong. Nếu lõi trong mất nhiều nhiệt ở nửa phía đông hơn phía tây, lõi ngoài cũng có thể dịch chuyển nhanh hơn ở phía đông.
An Khang (Theo Space)