Dữ liệu địa chấn trong nhiều thập kỷ cho thấy lõi trong của Trái Đất đã quay chậm hơn so với lớp phủ và bề mặt từ khoảng năm 2010, các nhà nghiên cứu báo cáo ngày 12/6 trên tạp chí Nature. Nghiên cứu này dường như xác nhận một phát hiện gây tranh cãi từ năm ngoái rằng lõi trong có thể đã đảo ngược chiều quay so với lớp phủ và bề mặt, một sự thay đổi có thể xảy ra mỗi khoảng 35 năm.

Nghiên cứu mới cũng gợi ý rằng có một yếu tố nào đó đã can thiệp vào lần đảo ngược gần đây nhất, theo nhà địa vật lý John Vidale từ Đại học Southern California tại Los Angeles. “Nó quay ngược lại chậm hơn so với khi quay tiến lên.”

Về mặt tuyệt đối, lõi trong vẫn quay cùng chiều với lớp phủ và bề mặt. Hãy tưởng tượng một chiếc xe buýt và một chiếc xe tải đang chạy song song cùng chiều. Xe tải giảm tốc độ, và xe buýt chạy vượt lên. Từ góc nhìn của tài xế xe buýt, xe tải dường như đang lùi lại. Nhưng từ góc nhìn của người đi bộ, cả hai xe vẫn đang chạy tiến về phía trước.

Tương tự, nghiên cứu mới cho thấy nếu một người đứng trên bề mặt Trái Đất có thể nhìn thấy lõi trong — giống như tài xế xe buýt nhìn vào xe tải — lõi trong sẽ có vẻ như đang quay ngược lại so với vài thập kỷ trước.

Nghiên cứu năm 2023 đã gây chú ý lớn trên các tiêu đề, nhưng ít được các nhà nghiên cứu khác ủng hộ. Một số nhà nghiên cứu như nhà địa chấn học Lianxing Wen từ Đại học Stony Brook ở New York, phản biện rằng lõi trong không tự quay và rằng dữ liệu có thể được giải thích bởi sự thay đổi hình dạng của bề mặt lõi trong. Những người khác tin rằng sự quay dao động trong khoảng thời gian ngắn hơn. Một phân tích khác từ dữ liệu năm 2023 gợi ý về dao động 20-30 năm, trái ngược với nghiên cứu của Vidale từ năm trước đó, đề xuất dao động trong 6 năm.

Trong nghiên cứu mới, Vidale và các đồng nghiệp đã xem xét các trận động đất lặp lại — những trận xảy ra cùng địa điểm nhưng vào thời điểm khác nhau — từ năm 1991 đến 2023 tại Quần đảo South Sandwich gần Nam Cực. Sóng địa chấn từ những trận động đất này đi qua lõi trong. Khi những sóng này đến phía bên kia của hành tinh, các thiết bị ở Alaska ghi lại sự rung động dưới dạng đồ thị gọi là dạng sóng.

Vidale và các đồng nghiệp đã tìm kiếm các dạng sóng từ những tháng hoặc năm khác nhau mà trùng khớp. Nếu lõi trong quay độc lập, thì sóng từ những trận động đất lặp lại sẽ đi qua các phần khác nhau của lõi trong, tạo ra các dạng sóng khác nhau. Nhưng nếu nghiên cứu năm 2023 đúng, và lõi trong đã đảo ngược chiều quay so với bề mặt, sẽ có một số dạng sóng giống hệt nhau từ trước và sau khi đảo ngược, đánh dấu thời điểm lõi trong quay trở lại quỹ đạo cũ.

Trong 200 so sánh dạng sóng, nhóm nghiên cứu tìm thấy 25 cặp trùng khớp. Những dữ liệu này gợi ý rằng lõi trong đã đảo ngược chiều quay so với lớp phủ vào khoảng năm 2008, sau đó nó quay chậm hơn một nửa so với chiều mới.

Vidale cho rằng sự quay ngược chậm hơn có thể do lõi trong bị biến dạng bởi lực hấp dẫn của lớp phủ, chứa khoảng 70% khối lượng Trái Đất. Những khu vực đậm đặc hơn của lớp phủ có thể tác động lên lõi trong khi nó quay, làm biến dạng dao động. “Chúng ta biết bề mặt lõi trong đang ở điểm nóng chảy, vì vậy dễ hiểu khi nghĩ rằng nó mềm ở phần ngoài cùng.”

Sau khi quan sát các dạng sóng theo thời gian, Vidale nói ông đồng ý với kết luận từ nghiên cứu năm 2023: Dao động của lõi trong có thể diễn ra trong chu kỳ khoảng 70 năm.

Nhà địa vật lý Hrvoje Tkalčić nói, “Rất có khả năng sự thật nằm ở đâu đó ở giữa.” Các nhà địa chấn học dường như đang hội tụ vào ý tưởng rằng sự quay của lõi trong là riêng biệt và dao động, nhưng “chúng ta cần thêm dữ liệu để tìm ra sự thật cuối cùng,” theo Tkalčić từ Đại học Quốc gia Australia ở Canberra. Các nhà nghiên cứu phải đưa ra nhiều giả định về những vùng không thể tiếp cận của Trái Đất, dẫn đến các quan điểm khác nhau.

Một số sự rõ ràng có thể xuất hiện trong những năm tới. Nếu sự quay của lõi trong dao động theo tần suất mà nhóm của Vidale nghi ngờ, nó có thể sớm bước vào phần sôi động của chu kỳ, Vidale nói. Khoảng 20 năm trước, lõi trong dường như đã quay rất nhanh trong một thời gian ngắn, và nó sẽ sớm lặp lại điều đó. “Bằng cách quan sát nó trong 5 hoặc 10 năm tới, chúng ta có thể hiểu rõ hơn những gì đã xảy ra khi đó.”