seismiset aallot

Maanjäristysaaltoja on kahdenlaisia, niin sanottuja primääriaaltoja ja sekundääriaaltoja. 

Primääriaallot, eli P-aallot ovat nopeampia, ja ovat saaneet nimensä siitä, että ne havaitaan ensimmäisinä. Ne ovat pitkittäisiä paineaaltoja, jotka etenevät kiviaineksen vuorottaisen laajenemisen ja supistumisen saattamana maankuoressa noin 8 kilometrin sekuntinopeudella.

Sekundääriaallot, eli S-aallot ovat hitaampia, ja siksi myöhemmin saapuvia poikittaisia aaltoja, joissa maankuoren kiviaines ei tiivisty, vaan siirtyy sivusuunnassa ja vääntyilee. Näiden aaltojen nopeus on tyypillisesti 4,8 kilometriä sekunnissa, ja ne saavat aikaan P-aaltoja suurempaa heilumista ja järinää – siksi niitä kutsutaan myös tärinäaalloiksi.

P- ja S-aaltojen olennainen ero on se, että P-aallot kulkevat myös maapallon sulan ytimen läpi, mutta S-aallot eivät. Sekundääriaallot etenevät vain kiinteässä aineessa. 

Tässä japanilaishavainnossa on kyse ennen kaikkea näistä S-aalloista. P-aaltojen havaitseminen myrskyistä on jo tavallista, ja esimerkiksi pyörremyrskyistä saadaan rutiininomaisesti lisätietoja P-aaltoja mittaamalla. 

S-aaltoja sen sijaan ei ole koskaan ennen havaittu sääilmiöistä. Japanilaisten käytössä onkin nyt uusi havaintoverkosto, johon kuuluu kaikkiaan 202 mittausasemaa Japanin eteläosassa. Sen avulla saatujen mittausten avulla voidaan signaaleita paitsi havaita tarkasti, niin myös määrittää signaalien lähde. Ensimmäisenä kunnian tällaisesta selvityksestä sai vuoden 2014 Atlantin pohjoisosassa ollut myrsky.

Tyypillisesti heikot S-aallot hukkuvat kaiken muun maapallon luontaisen värinän taakse, mutta Tokion yliopiston tutkija Kiwamu Nishida ja Sendaissa olevan Tohokun yliopiston tutkija Ryota Takagi pystyivät löytämään "sääpommin" signaalin taustakohinasta.

Kiinnostavaa havainnossa on se, että tämän uuden havaintomenetelmän avulla voidaan saada lisätietoja Maan sisärakenteesta. Esimerkiksi Tyynen valtameren keskiosissa ei ole juurikaan maanjäristyksiä, jotka tuottaisivat maapallon läpi kulkevia aaltoja. Mikäli myrskyjen synnyttämiä S-aaltoja voidaan havaita paremmin, pystytään vähitellen tuon alueen maaperän rakennetta kartoittamaan paljon nykyistä paremmin.

Ydin on kauttaaltaan lähes puhdasta rautaa, mutta sisemmän ja ulomman sisäytimen välillä on silti eroavaisuuksia: rautakiteet ovat suuntautuneet niissä eri tavoin. Ulommassa osassa kiteet ovat pohjois-etelä- eli Maan pyörimisakselin suuntaisia. Sisimmässä sisäytimessä niiden suunta sen sijaan yhtyy kuviteltuun akseliin, joka läpäisee Maan suunnilleen päiväntasaajan tasossa.

Kiteiden suuntaus on päätelty nimenomaan seismisten aaltojen etenemisnopeuksista niiden kulkiessa ytimen läpi. Ulommassa sisäytimessä nopeus on suurin, kun aallot kulkevat Maan pyörimisakselin suuntaisesti, kun taas sisemmässä osassa aallot etenevät vauhdikkaimmin, kun niiden kulkusuunta vastaa akselia, joka kulkee Väli-Amerikasta Kaakkois-Aasiaan.

Sisäydin on kokonaisuudessaan kooltaan melko vähäinen, paljon Kuuta pienempi. Silti sen ominaisuudet kertovat paitsi nykyisistä olosuhteista Maan sisuksissa, ja myös planeettamme syntyvaiheista. Pelkästään sisemmän ja ulomman sisäytimen erot saattavat paljastaa yksityiskohtia ytimen ja koko maapallon kehityksestä.

Geologian professori Xiaodong Songin (kuvassa yllä) johtaman ryhmän tutkimustuloksista kerrottiin Illinois’n yliopiston uutissivuilla ja ne on julkaistu Nature Geoscience -lehdessä (maksullinen julkaisu) 9. helmikuuta.