Dünya’nın 24 saatlik dönüş süresindeki milisaniyelik değişimlerin, katı iç çekirdek ile kayalık manto arasındaki yerçekimsel mücadeleden kaynaklandığı belirlendi.
Gün uzunluğunu değiştiren üç tork
Nature dergisinde yayımlanan yeni araştırma, gezegenin metalik çekirdeğinde yaşanan hareketlerin gün süresindeki küçük oynamaları açıklayabildiğini ortaya koydu. Uzak kozmik cisimler referans alınarak gerçekleştirilen hassas ölçümler, Dünya’nın kendi ekseni çevresindeki dönüş hızının on yıllık dönemlerde birkaç milisaniye değiştiğini gösteriyor.
Dünya’nın merkezinde, yaklaşık Mars büyüklüğünde ve çoğunlukla demirden oluşan dev bir yapı bulunuyor. Katı iç çekirdek, erimiş dış çekirdeğin içinde bağımsız olarak dönebiliyor. Jeofizikçiler, çekirdek ile çevresindeki kayalık manto arasındaki etkileşimin gün uzunluğunu değiştirdiğini uzun zamandır öngörüyordu; ancak süreci yöneten kuvvetler net biçimde açıklanamıyordu.
Kanada’daki Alberta Üniversitesinden jeofizikçi Mathieu Dumberry ve Huifeng Zhang, bu mekanizmayı incelemek için çekirdek-manto dinamiklerini temel alan kapsamlı bir simülasyon modeli hazırladı. Araştırmacılar, çekirdeğin Dünya’nın dönüşünü yavaşlatabilen veya hızlandırabilen üç ana tork oluşturduğunu saptadı.
- Mekanik tork: Sıvı dış çekirdeğin akışı, kayalık mantonun alt sınırındaki düzensiz yüzeylere çarparak nehir yatağındaki kayalara benzer bir direnç meydana getiriyor.
- Elektromanyetik tork: Dış çekirdeğin oluşturduğu manyetik alan, mantodaki demir bakımından zengin bölgeleri çekiyor.
- Yerçekimi torku: İç çekirdeğin yoğun bölümleri, mantodaki yoğun kütlelere doğru çekiliyor.
İç çekirdeğin dönüşünde yön değişimi
Modelin önemli dayanaklarından biri, 2023 yılında sismik dalgalar üzerinden yapılan bir araştırma oldu. Bu çalışma, iç çekirdeğin 1960’lardan 2010 yılına kadar gezegenin geri kalanından biraz daha hızlı döndüğünü, yaklaşık 2010 yılından sonra ise dönüşünün yavaşladığını ortaya koymuştu.
Yerçekimi çekişmenin galibi
Simülasyonun gözlemlenen gün uzunluğu değişimleriyle karşılaştırılması, en uyumlu tablonun yerçekimi torkunun baskın olduğu senaryoda ortaya çıktığını gösterdi. Buna göre yerçekimi, elektromanyetik ve mekanik torklarla sürekli bir denge mücadelesi veriyor.
Zhang, “Bu sonuca ulaşana dek bu kuvvetlerin birbiriyle yarıştığını bilmiyorduk” değerlendirmesini yaptı.
Dumberry, yerçekimsel çekimin iç çekirdeği manto ile aynı hizada tutmaya çalıştığını, ancak dış çekirdeğin batıya doğru hareket eden akıntılarının bu hizayı bozduğunu belirtti. Zaman içinde yerçekimi, iç çekirdeği yeniden doğuya çekerek eski konumuna getiriyor.
Dumberry bu süreci, “Kuvvetler arasında bir yarış söz konusu ve yerçekimi her zaman kazanıyor” sözleriyle özetledi.
Dünya’nın derinliklerine ilişkin yeni veriler
Araştırmanın bulguları, yerin binlerce kilometre altında bulunan ve özellikleri hâlâ tam olarak bilinmeyen yapılarla ilgili çalışmalara da katkı sunuyor.
İngiltere’deki Oxford Üniversitesinden sismolog Paula Koelemeijer, modelin manto ile çekirdek sınırı gibi kesinliği bulunmayan jeolojik parametreler için önemli kısıtlamalar getirdiğini ifade etti.
Model, alt mantoda çekirdeğin iki yanında yer alan iki devasa kütlenin bulunduğu varsayımına dayanıyor. “Geniş düşük hızlı bölgeler” olarak adlandırılan bu yapıların, çevrelerindeki mantodan daha sıcak olduğu ve farklı bir kimyasal bileşim taşıdığı düşünülüyor. Yeni çalışma, söz konusu gizemli yapıların kökenini anlamak için de veri sağlıyor.
ABD’deki Güney Kaliforniya Üniversitesinden sismolog John Vidale, araştırmanın mantıklı bir temel sunduğunu ancak gün uzunluğunu etkileyebilecek okyanus ve atmosfer akıntıları gibi başka unsurların modele dahil edilmediğini belirtti.
Vidale ayrıca sismologlar arasında iç çekirdeğin geçmişteki dönüş hızı konusunda tam bir uzlaşma bulunmadığını hatırlattı. Koelemeijer ise Dünya’nın derinliklerine ilişkin soruların ancak farklı disiplinlerin birlikte çalışmasıyla aydınlatılabileceğini vurguladı.
