Jądro wewnętrzne Ziemi od dziesięcioleci fascynuje geologów, geofizyków i fizyków ciała stałego. Ten oddalony o tysiące kilometrów od powierzchni, całkowicie niedostępny dla bezpośrednich badań obszar, jest kluczem do zrozumienia globalnej budowy naszej planety, ewolucji jej wnętrza oraz mechanizmu działania pola magnetycznego. Choć nie możemy go zobaczyć ani zbadać bezpośrednio, nowoczesne metody sejsmologiczne i modelowanie numeryczne pozwalają coraz dokładniej odtwarzać jego skład, strukturę oraz dynamiczne procesy zachodzące w głębi Ziemi.
Budowa wnętrza Ziemi i miejsce jądra wewnętrznego
Zrozumienie, czym jest jądro wewnętrzne, wymaga umiejscowienia go w szerszym kontekście budowy wnętrza planety. Ziemia nie jest jednorodną kulą skały, lecz złożonym układem stref o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych. Od powierzchni ku centrum wyróżniamy kilka podstawowych warstw: skorupę, płaszcz, jądro zewnętrzne i jądro wewnętrzne. Każda z tych stref ma odmienną gęstość, skład, temperaturę oraz stan skupienia, co wpływa na zachowanie materiału geologicznego i dynamikę całej planety.
Skorupa, choć jest częścią najlepiej poznaną, stanowi zaledwie ułamek grubości Ziemi. Pod nią rozciąga się masywny płaszcz sięgający aż do głębokości około 2900 km. Ten obszar, mimo wysokich temperatur, pozostaje głównie w stanie stałym, lecz cechuje się bardzo powolną, plastyczną deformacją skał w skali milionów lat. To w płaszczu zachodzą procesy konwekcji cieplnej napędzające ruch płyt tektonicznych, wulkanizm i powstawanie górskich łańcuchów.
Poniżej granicy płaszcz–jądro zaczyna się jądro zewnętrzne, złożone głównie ze stopionego żelaza z domieszką niklu i lżejszych pierwiastków, takich jak siarka czy tlen. Jądro zewnętrzne jest płynne, co ma fundamentalne znaczenie dla generowania ziemskiego pola magnetycznego. W jego wnętrzu zachodzi tzw. dynamo geofizyczne – złożony proces, w którym ruch przewodzącego ciepło i prąd metalu przekształca energię kinetyczną i cieplną w energię magnetyczną.
Dopiero w samym centrum planety znajduje się obszar nazywany jądrem wewnętrznym. Rozpoczyna się on na głębokości około 5150 km i sięga do samego środka Ziemi, do 6371 km. Jego promień wynosi więc około 1220 km – to mniej więcej tyle, ile odległość z Warszawy do Paryża. Mimo że stanowi zaledwie kilka procent objętości planety, ma ogromny wpływ na globalne procesy geofizyczne i geodynamiczne, w tym ewolucję pola magnetycznego, rozkład ciepła we wnętrzu Ziemi oraz długotrwałe zmiany w ruchu obrotowym naszej planety.
Najbardziej uderzającą cechą jądra wewnętrznego jest jego stan skupienia: w przeciwieństwie do ciekłego jądra zewnętrznego jest ono w dużej mierze stałe. To zestawienie – stałe jądro wewnętrzne otoczone przez warstwę płynnego metalu – jest bezpośrednim skutkiem ekstremalnych warunków ciśnienia i temperatury oraz specyficznych właściwości fizycznych żelaza w tych warunkach. Odkrycie, że wnętrze Ziemi ma taką dwuwarstwową budowę, było jednym z najważniejszych osiągnięć sejsmologii XX wieku.
Warto podkreślić, że granica pomiędzy jądrem zewnętrznym a wewnętrznym nie jest tylko abstrakcyjną powierzchnią w modelach teoretycznych. Jest to realna strefa przejściowa, w której płynny metal osiąga warunki sprzyjające krystalizacji, a uwalniane ciepło i lekkie pierwiastki w istotny sposób wpływają na ruch płynu w jądrze zewnętrznym. Ta cienka w skali planety warstwa – licząca zaledwie kilka kilometrów – jest kluczem do zrozumienia równowagi energetycznej całego jądra i zmian w czasie geologicznym.
Skład, stan skupienia i właściwości fizyczne jądra wewnętrznego
Jądro wewnętrzne zbudowane jest przede wszystkim z żelaza i niklu, z niewielką domieszką lżejszych pierwiastków. Dokładna lista tych domieszek i ich udział procentowy pozostają przedmiotem intensywnych badań, ponieważ nie możemy pobrać bezpośrednich próbek z takiej głębokości. Zamiast tego naukowcy polegają na analizie fal sejsmicznych, eksperymentach wysokociśnieniowych oraz złożonych modelach termodynamicznych. Dane te wskazują, że oprócz żelaza i niklu w jądrze wewnętrznym obecne mogą być m.in. krzem, siarka, węgiel czy wodór w formie rozpuszczonej w metalicznym stopie.
Charakterystyczną cechą jądra wewnętrznego jest jego stan stały pomimo temperatur sięgających – według obecnych szacunków – od około 5000 do nawet 6000 kelwinów, czyli porównywalnych z temperaturą powierzchni Słońca. To, że materiał pozostaje tam stały, wynika z ogromnego ciśnienia – dochodzącego do około 360 GPa (gigapaskali) w centrum Ziemi. W takich warunkach punkt topnienia żelaza jest znacznie wyższy niż przy ciśnieniu atmosferycznym, a równowaga pomiędzy temperaturą a ciśnieniem przesuwa się na korzyść fazy krystalicznej.
Z sejsmologicznych obserwacji wynika, że jądro wewnętrzne nie jest jednorodnym, idealnie izotropowym kryształem. Fale sejsmiczne przechodzące przez jego wnętrze przemieszczają się z różnymi prędkościami w zależności od kierunku propagacji – zjawisko to nazywamy anizotropią. Najlepsze modele sugerują, że żelazo w jądrze wewnętrznym przyjmuje strukturę heksagonalnie ścisło upakowaną (hcp), w której oś krystalograficzna jest w przybliżeniu wyrównana z osią obrotu Ziemi. Oznacza to, że własności sprężyste materiału różnią się wzdłuż i w poprzek osi planety, co z kolei wpływa na sposób, w jaki rozchodzą się fale podłużne (P).
Badania ujawniły także istnienie tzw. „najgłębszego jądra wewnętrznego” – obszaru w samym centrum, o promieniu rzędu kilkuset kilometrów, w którym anizotropia sejsmiczna i inne właściwości różnią się od zewnętrznych partii jądra wewnętrznego. Sugeruje to bardziej złożoną historię krystalizacji i ewolucji, niż wcześniej przypuszczano. Możliwe, że wewnętrzna część jądra powstała w innym reżimie termicznym lub chemicznym, co odcisnęło trwałe piętno na jego strukturze krystalicznej.
Jednym z zaskakujących aspektów jądra wewnętrznego jest jego wpływ na globalne pole grawitacyjne. Jako bardzo gęsty, centralnie położony obszar, odgrywa on istotną rolę w rozkładzie masy we wnętrzu Ziemi. Subtelne nierównomierności w jego strukturze mogą przyczyniać się do drobnych odchyleń w polu grawitacyjnym, które – choć niewielkie – są mierzalne przy użyciu satelitarnych misji geodezyjnych. Te słabe sygnały, po odpowiednim odfiltrowaniu wpływu płaszcza i skorupy, stanowią dodatkowe źródło informacji o ułożeniu masy w głębi planety.
Kolejnym ważnym parametrem jest przewodnictwo cieplne i elektryczne jądra wewnętrznego. Wysoka przewodność elektryczna sprzyja stabilności i intensywności pola magnetycznego, ponieważ wspomaga działanie mechanizmu dynama w jądrze zewnętrznym. Jednocześnie przewodnictwo cieplne wpływa na to, jak efektywnie ciepło jest transportowane od centrum ku granicy płaszcza i jądra. Od wartości tych parametrów zależy, jak długo jądro pozostanie aktywnym źródłem energii dla dynamiki całej planety.
Wyjątkową właściwością jądra wewnętrznego jest również jego mechaniczne sprzężenie z resztą planety. Badania czasu przebiegu fal sejsmicznych wskazują, że jądro wewnętrzne może obracać się nieco szybciej lub wolniej niż płaszcz i skorupa – zjawisko to określane jest mianem superrotacji lub subrotacji. Różnica w prędkości obrotu jest niewielka, ale istotna dla długookresowych zmian pola magnetycznego oraz dynamiki wewnętrznej, w tym momentu pędu i wymiany energii pomiędzy poszczególnymi warstwami Ziemi.
Geneza, ewolucja i rola jądra wewnętrznego w systemie Ziemi
Powstanie jądra wewnętrznego jest stosunkowo młodym etapem w historii Ziemi, sięgającej około 4,5 miliarda lat. W początkowej fazie formowania się planety jej wnętrze było znacznie gorętsze, a całe jądro istniało w formie płynnej. Z biegiem czasu Ziemia traciła ciepło zarówno przez promieniowanie w przestrzeń kosmiczną, jak i przez procesy konwekcji w płaszczu. W pewnym momencie temperatura stopionego jądra zewnętrznego spadła poniżej temperatury krzepnięcia żelaza przy danym ciśnieniu, co zapoczątkowało proces krystalizacji w centrum planety.
Moment narodzin jądra wewnętrznego jest przedmiotem ożywionej dyskusji. Szacunki oparte na różnych modelach geochemicznych i geodynamicznych wskazują na przedział od około 0,5 do 1,5 miliarda lat temu. Zastosowanie metod wykorzystujących dane o paleomagnetyzmie – śladach dawnych pól magnetycznych zachowanych w skałach – podsuwa bardziej zawężone datowania, ale nadal nie ma pełnego konsensusu. W każdym razie jądro wewnętrzne uważane jest za stosunkowo późny dodatek do struktury Ziemi, który radykalnie zmienił sposób funkcjonowania dynama magnetycznego.
Proces wzrostu jądra wewnętrznego jest napędzany krzepnięciem żelaza na granicy z jądrem zewnętrznym. Gdy ciekły metal stygnie i przechodzi w stan stały, wydziela ciepło utajone krystalizacji oraz uwalnia lżejsze pierwiastki, które nie mieszczą się w sieci krystalicznej żelaza. Te lżejsze składniki unoszą się ku górze, zwiększając różnice gęstości w jądrze zewnętrznym i pobudzając konwekcję. W efekcie wzrost jądra wewnętrznego wzmacnia ruch płynnego metalu, a tym samym podtrzymuje działanie geodynama generującego globalne pole magnetyczne.
Rola jądra wewnętrznego w utrzymaniu pola magnetycznego Ziemi jest zatem pośrednia, lecz krytyczna. Bez ciągłego dopływu energii z krzepnącego centrum, jądro zewnętrzne mogłoby z czasem ulec termicznej stagnacji, co doprowadziłoby do osłabienia i w końcu zaniku pola magnetycznego. To z kolei miałoby poważne konsekwencje dla życia na powierzchni – pole magnetyczne chroni atmosferę i biosferę przed strumieniami naładowanych cząstek wiatru słonecznego i promieniowania kosmicznego.
Zmiany w rozmiarach i strukturze jądra wewnętrznego mogą również pozostawiać ślady w zapisie geologicznym. Istnieją hipotezy zakładające, że wzrost jądra wewnętrznego mógł być związany z globalnymi zmianami klimatycznymi i oksydacyjnymi w historii Ziemi, ponieważ zmiany w natężeniu pola magnetycznego wpływają na strumień promieniowania docierającego do górnych warstw atmosfery. Choć powiązania te są pośrednie i wciąż słabo poznane, łączą one geodynamikę głębokiego wnętrza planety z procesami zachodzącymi na jej powierzchni i w biosferze.
Ewolucja jądra wewnętrznego związana jest również z powolnym spowalnianiem obrotu Ziemi. Oddziaływanie pływowe z Księżycem oraz zmiany w rozkładzie masy w płaszczu i skorupie stopniowo zmieniają moment bezwładności planety. W miarę jak jądro wewnętrzne rośnie i zmienia się jego kształt – prawdopodobnie nie jest ono idealnie kuliste, lecz lekko spłaszczone – dochodzi do długoterminowych zmian w rotacji oraz w tzw. chwianiu biegunów. To z kolei wpływa na ewolucję klimatu, długość dnia i inne parametry istotne z punktu widzenia historii geologicznej.
Współczesne badania wskazują ponadto na możliwą asymetrię jądra wewnętrznego pomiędzy półkulą wschodnią a zachodnią (w ujęciu geograficznym, nie magnetycznym). W jednej części jądra wewnętrznego materiał może krystalizować szybciej niż w drugiej, prowadząc do subtelnych różnic w gęstości, składzie chemicznym i właściwościach sprężystych. Taka asymetria mogłaby wynikać z nierównomiernego przepływu ciepła przez granicę płaszcz–jądro lub z odmiennych warunków w przepływach w jądrze zewnętrznym. Jeżeli ta wizja jest poprawna, oznacza to, że procesy w głębi Ziemi są niezwykle złożone i silnie powiązane z heterogenicznością płaszcza.
Znaczenie jądra wewnętrznego wykracza poza samą planetę Ziemię. Porównania z innymi ciałami niebieskimi – takimi jak Mars, Wenus czy Księżyc – wskazują, że obecność lub brak stałego jądra wewnętrznego oraz dynamo magnetycznego ma ogromne konsekwencje dla ewolucji atmosfery i potencjału do podtrzymywania życia. Mars, który w przeszłości prawdopodobnie posiadał aktywne jądro i silne pole magnetyczne, z czasem je utracił, co doprowadziło do znacznego wyjałowienia jego powierzchni przez wiatr słoneczny. Ziemskie jądro wewnętrzne można więc traktować jako jeden z kluczowych składników „ochronnej tarczy”, która umożliwiła długotrwały rozwój złożonego życia.
Wreszcie, jądro wewnętrzne jest naturalnym laboratorium do badania własności materii w ekstremalnych warunkach. Porównując dane sejsmologiczne z wynikami eksperymentów wysokociśnieniowych, naukowcy testują modele struktury krystalicznej, sprężystości i przewodności żelaza oraz jego stopów. Wyniki takich badań mają zastosowanie nie tylko w geofizyce, lecz także w fizyce ciała stałego, astrofizyce gwiazdowej oraz w modelowaniu wnętrz egzoplanet. Jądro wewnętrzne Ziemi staje się zatem punktem odniesienia dla zrozumienia budowy innych skalistych światów we Wszechświecie.
Jak badamy jądro wewnętrzne i jakie wyzwania stoją przed nauką
Największą trudnością w badaniu jądra wewnętrznego jest jego całkowita niedostępność dla bezpośrednich pomiarów. Najgłębsze odwierty wykonane przez człowieka sięgają zaledwie kilkunastu kilometrów, co stanowi mniej niż promil odległości do jądra. Dlatego informacje o głębokim wnętrzu Ziemi muszą być pozyskiwane metodami pośrednimi, przede wszystkim za pomocą analizy fal sejsmicznych generowanych przez trzęsienia ziemi i kontrolowane eksplozje.
Fale sejsmiczne rozchodzą się w różnych kierunkach przez całe wnętrze planety, ulegając odbiciom, załamaniom i rozpraszaniu na granicach pomiędzy warstwami o odmiennych własnościach. Analiza czasu ich przybycia do sejsmometrów rozmieszczonych na całym świecie pozwala rekonstruować modele prędkości fal P i S (poprzecznych) w funkcji głębokości. Zjawisko zaniku fal S w jądrze zewnętrznym – który jest cieczą i nie przenosi drgań poprzecznych – było jednym z pierwszych dowodów na jego płynny charakter. Z kolei obecność fal przechodzących przez centrum planety i reagujących w specyficzny sposób na warstwę stałą umożliwiła wykrycie jądra wewnętrznego.
Współczesna sejsmologia wykorzystuje zaawansowane techniki tomografii sejsmicznej, przypominające medyczną tomografię komputerową. Zamiast promieni X używa się jednak fal sprężystych, a zamiast ciała ludzkiego – całej planety. Dzięki tysiącom zarejestrowanych trzęsień ziemi i dziesiątkom tysięcy sejsmometrów możliwe jest tworzenie trójwymiarowych modeli wnętrza Ziemi, uwzględniających drobne niejednorodności w jądrze wewnętrznym. Pozwalają one identyfikować obszary o nieco innej prędkości propagacji fal, co może wskazywać na różnice w temperaturze, składzie lub orientacji krystalicznej.
Drugi filar badań stanowią eksperymenty laboratoryjne w warunkach wysokiego ciśnienia i temperatury. Wykorzystuje się w nich prasy wielokowadłowe oraz komórki diamentowe, w których niewielkie próbki żelaza i jego stopów ściskane są do setek gigapaskali i podgrzewane do kilku tysięcy kelwinów. Za pomocą promieniowania rentgenowskiego synchrotronowego można śledzić zmianę struktury krystalicznej, wyznaczać prędkości fal sprężystych oraz inne parametry istotne dla odwzorowania warunków w jądrze wewnętrznym. Choć skala laboratoryjna jest mikroskopijna w porównaniu z rozmiarami planety, dane te służą jako kalibracja dla modeli sejsmologicznych.
Coraz większą rolę odgrywają też symulacje komputerowe oparte na mechanice kwantowej i metodach pierwszych zasad. Pozwalają one przewidywać własności żelaza pod skrajnym ciśnieniem i temperaturą na podstawie równań opisujących zachowanie elektronów i jąder atomowych. Dzięki rosnącej mocy obliczeniowej superkomputerów możliwe jest modelowanie zachowania dużych zespołów atomów w skali czasu odpowiedniej dla procesów krystalizacji, dyfuzji czy przewodzenia ciepła. Te obliczenia porównuje się następnie z wynikami eksperymentów i obserwacji sejsmologicznych, uzyskując coraz spójniejszy obraz jądra wewnętrznego.
Nawet jednak tak złożony zestaw narzędzi nie usuwa wszystkich niepewności. Jednym z największych wyzwań jest dokładne oszacowanie przewodnictwa cieplnego i elektrycznego materiału jądra przy warunkach panujących w centrum Ziemi. Rozbieżności pomiędzy różnymi eksperymentami i modelami prowadzą do odmiennych wniosków dotyczących wieku jądra wewnętrznego oraz ilości energii dostępnej dla dynama magnetycznego. Drobne różnice w tych parametrach mogą radykalnie zmieniać obraz ewolucji pola magnetycznego i historii termicznej planety.
Innym obszarem niepewności jest dokładny skład chemiczny jądra wewnętrznego i udział lżejszych pierwiastków. Ich obecność wpływa na gęstość, prędkość fal sejsmicznych oraz temperaturę topnienia, a tym samym na proces krystalizacji i wzrostu jądra. Wyjaśnienie, jakie pierwiastki są tam obecne i w jakich ilościach, wymaga połączenia danych sejsmologicznych z informacjami geochemicznymi o składzie płaszcza, chondrytów węglistych (uważanych za pierwotny materiał Układu Słonecznego) oraz wynikami modelowania kosmochemicznego. Jest to zadanie interdyscyplinarne, obejmujące geologię, fizykę i astronomię.
Kolejnym wyzwaniem jest określenie dynamiki jądra wewnętrznego. Czy obraca się ono stale szybciej od płaszcza, czy tempo to ulega zmianom? Czy mogą zachodzić w nim powolne ruchy plastyczne lub fale wewnętrzne, podobne do fal grawitacyjnych w oceanach, ale w skali metalicznego kryształu? Odpowiedzi na te pytania mają znaczenie dla zrozumienia zmienności pola magnetycznego, w tym odwracania biegunów, dryfu biegunów magnetycznych oraz krótkotrwałych zaburzeń zarejestrowanych we współczesnych pomiarach geomagnetycznych.
Na horyzoncie pojawiają się także nowe, bardziej nietypowe metody badania jądra. Jedną z nich jest wykorzystanie neutrin – słabo oddziałujących cząstek elementarnych, które mogą przechodzić przez całą Ziemię niemal bez przeszkód. Precyzyjne pomiary tzw. geoneutrin, emitowanych podczas rozpadu promieniotwórczych izotopów we wnętrzu planety, mogą w przyszłości dostarczyć informacji o rozmieszczeniu pierwiastków takich jak uran czy tor, a pośrednio o bilansie cieplnym jądra. To z kolei pomogłoby zawęzić modele termiczne i lepiej określić tempo wzrostu jądra wewnętrznego.
Poza wyzwaniami stricte naukowymi istnieją również ograniczenia techniczne i organizacyjne. Gęsta sieć sejsmometrów jest kluczowa dla wysokiej rozdzielczości tomografii wnętrza Ziemi, jednak duże obszary – szczególnie oceany i regiony politycznie niestabilne – wciąż są słabo pokryte instrumentami. Rozwój sejsmologii oceanicznej, wykorzystanie czujników zainstalowanych na dnie morskim oraz analizowanie danych z niekonwencjonalnych źródeł (np. szumów sejsmicznych generowanych przez fale morskie) stanowią ważny kierunek postępu.
Pomimo tych trudności wiedza o jądrze wewnętrznym systematycznie się pogłębia. Każde nowe, silne trzęsienie ziemi staje się niejako eksperymentem geofizycznym na skalę planetarną, dostarczającym sygnału do dalszego doskonalenia modeli. Wraz z postępem technologii obliczeniowych, lepszymi eksperymentami wysokociśnieniowymi oraz coraz gęstszą siecią pomiarową możemy oczekiwać, że obraz jądra wewnętrznego stanie się w nadchodzących dekadach jeszcze bardziej szczegółowy, a rola tego niezwykłego, centralnego obszaru Ziemi w procesach geologicznych i klimatycznych – lepiej zrozumiana.
FAQ – najczęściej zadawane pytania o jądro wewnętrzne
Jak wiemy, że jądro wewnętrzne jest stałe, skoro nie możemy go zbadać bezpośrednio?
Kluczowym dowodem są obserwacje fal sejsmicznych generowanych przez trzęsienia ziemi. Fale podłużne P mogą przechodzić przez ciecze i ciała stałe, ale ich prędkość i sposób załamywania się zależą od własności ośrodka. Analiza czasu przyjścia fal, które przeszły przez centrum Ziemi, pokazuje wyraźną zmianę ich prędkości na głębokości ok. 5150 km, zgodną z przejściem z cieczy do fazy stałej. Dodatkowo modele wysokociśnieniowe żelaza potwierdzają, że w tych warunkach powinno ono krystalizować.
Dlaczego jądro wewnętrzne jest gorące jak powierzchnia Słońca, a mimo to pozostaje stałe?
Decydujące znaczenie ma ogromne ciśnienie panujące w centrum Ziemi, sięgające setek gigapaskali. W takich warunkach temperatura topnienia żelaza rośnie do kilku tysięcy kelwinów. Mimo że jądro wewnętrzne ma temperaturę podobną do powierzchni Słońca, ciśnienie „wypycha” równowagę fazową w stronę stanu stałego. Zachowuje się ono więc jak rozgrzany, ale krystaliczny metal, w którym atomy drgają intensywnie, lecz nie opuszczają swojej pozycji w strukturze sieci krystalicznej.
Jaką rolę jądro wewnętrzne odgrywa w powstawaniu ziemskiego pola magnetycznego?
Samo jądro wewnętrzne nie generuje pola magnetycznego, bo jest ciałem stałym i nie sprzyja powstawaniu prądów konwekcyjnych. Jednak jego wzrost poprzez krystalizację żelaza w jądrze zewnętrznym dostarcza energii dla dynama magnetycznego. Gdy żelazo krzepnie, uwalniane jest ciepło oraz lżejsze pierwiastki, które unoszą się ku górze. Te procesy wzmacniają różnice gęstości w płynnym jądrze zewnętrznym, pobudzając konwekcję i ruch przewodzącego prąd metalu. To właśnie te ruchy generują i podtrzymują globalne pole magnetyczne Ziemi.
Czy jądro wewnętrzne rośnie i co to oznacza dla przyszłości Ziemi?
Tak, jądro wewnętrzne stopniowo rośnie w miarę stygnięcia planety. Ciekłe żelazo z jądra zewnętrznego krzepnie na granicy z jądrem wewnętrznym, powodując dołączanie kolejnych warstw kryształów. Tempo tego procesu jest bardzo powolne – mierzone w milimetrach do centymetrów na rok – ale w skali geologicznej prowadzi do znaczących zmian w rozmiarach jądra. Wzrost jądra wewnętrznego wzmacnia tymczasowo dynamo magnetyczne, lecz w bardzo dalekiej przyszłości nadmierne ochłodzenie jądra może osłabić pole magnetyczne, wpływając na ochronę atmosfery.
Czy jądro wewnętrzne może się zatrzymać lub nagle zmienić kierunek obrotu?
Nie ma dowodów, by jądro wewnętrzne mogło nagle zatrzymać się lub obrócić w przeciwną stronę w sensie absolutnym. Obserwacje sejsmiczne sugerują raczej drobne różnice między prędkością obrotu jądra wewnętrznego a resztą Ziemi. Mówimy o superrotacji (nieco szybszy obrót) lub subrotacji (nieco wolniejszy), zmieniających się w skali dziesiątek lat. Te subtelne różnice wynikają ze sprzężenia magnetycznego i grawitacyjnego pomiędzy jądrem wewnętrznym, płynnym jądrem zewnętrznym i płaszczem, a nie z gwałtownych „przeskoków” kierunku rotacji.
