Nếu nhìn vào bên dưới lớp vỏ Trái đất ở độ sâu 4.828km, bạn sẽ thấy một quả cầu bằng sắt đặc có kích thước bằng khoảng 3/4 của Mặt trăng.
Hãy hình dung quả cầu sắt đó chính là lõi bên trong, nằm gọn trong một lớp vỏ bên ngoài nóng chảy của hành tinh Trái đất.
Lõi bên trong luôn phát triển: Bán kính của nó mỗi năm tăng thêm 1 milimét khi các mảnh sắt nóng chảy ở lớp bên ngoài nguội đi và đông đặc lại thành các tinh thể sắt. Mặc dù nhiệt độ trong lõi bên trong đủ cao để hóa lỏng sắt, áp suất mạnh ở sâu bên trong hành tinh sẽ ngăn cản điều này.
Tuy nhiên, theo một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí Nature Geoscience, phần lõi bên trong của Trái đất đang phát triển lệch lạc. Một nửa hình cầu phía đông nằm dưới biển Banda của Indonesia, tích tụ nhiều tinh thể sắt hơn 60% so với nửa phía tây của nó - bên dưới Brazil.
Nhà địa chấn học Daniel Frost tại Đại học California, Berkeley, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết trong một thông cáo báo chí: "Nửa phía tây trông khác hoàn toàn so với nửa phía đông. Cách duy nhất chúng ta có thể giải thích điều đó là một bên phát triển nhanh hơn bên kia".
Mặc dù Trái đất đã hơn 4 tỉ năm tuổi, lõi bên trong lại trẻ hơn. Các nhà địa chất nghi ngờ phần lõi này hình thành từ khoảng nửa tỉ đến 1,5 tỉ năm trước, khi những khối sắt lỏng ở lớp bên ngoài lần đầu tiên bắt đầu kết tinh.
Nhóm của ông Frost đã tạo ra một mô hình máy tính theo dõi sự phát triển của lõi bên trong Trái đất trong 1 tỉ năm qua. Họ phát hiện ra rằng bản chất lệch lạc của nó có thể bắt đầu ngay khi lõi hình thành.
Điều tất nhiên, nếu một nửa phát triển nhanh hơn nửa kia trong thời gian dài, hình dạng của lõi bên trong sẽ không còn là hình cầu nữa. Nhưng, Frost và các đồng nghiệp của ông nghĩ rằng lực hấp dẫn có thể đang bù đắp cho sự phát triển không đối xứng bằng cách đẩy các tinh thể dư thừa từ lõi phía đông của lõi sang phía tây, do đó giúp lõi duy trì hình dạng giống như một quả bóng.
Nhóm nghiên cứu vẫn không rõ tại sao các tinh thể sắt lại hình thành không đồng đều tại lõi bên trong, nhưng họ cho biết câu trả lời có thể nằm ở các lớp phía trên - cả lõi bên ngoài và lớp bao phủ - một dải đá nóng dày 2.896km chứa các mảng kiến tạo trôi nổi bên trên.
Nhà địa chấn học Frost lý giải: “Mọi lớp cấu tạo nên Trái đất đều được kiểm soát bởi những gì bên trên nó và ảnh hưởng đến những gì bên dưới nó''.
Nếu sắt kết tinh nhanh hơn ở một bên của lõi so với bên kia, điều đó có nghĩa là lớp bên ngoài đang nguội nhanh hơn ở phía đó. Vì vậy, đến lượt nó, lớp phủ bên đó phải làm nguội phần lõi nhanh hơn lớp phủ bên kia.
Nguồn gốc của chuỗi làm mát đó, có thể là các mảng kiến tạo của Trái đất, theo ông Frost.
Lõi Trái đất đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hành tinh khỏi gió và bức xạ mặt trời nguy hiểm. Các vòng xoáy sắt ở lớp lõi tạo ra một từ trường trải dài bao phủ không gian xung quanh hành tinh của chúng ta. Vòng xoáy xảy ra một phần do cơ chế đối lưu của quá trình nóng chảy và nguội lạnh, kết tinh của giữa các lớp lõi Trái đất.
Sự đối lưu cũng xảy ra giữa lõi bên trong và bên ngoài, vì vậy, nếu các phần khác nhau của lõi bên ngoài và bên trong đang nguội đi với tốc độ khác nhau, có thể ảnh hưởng đến nhiệt lượng được trao đổi ở ranh giới các lớp và do đó tác động đến vòng xoáy cung cấp năng lượng từ trường bảo vệ Trái đất.
Các nhà nghiên cứu cho biết, họ vẫn chưa rõ liệu tình trạng này có ảnh hưởng đến cường độ của từ trường hay không, các hoạt động nghiên cứu vẫn đang được tiến hành để làm rõ.
