Los principales datos de observación sobre la rotación del núcleo interno provienen de la sismología. Cuando se produce un terremoto, hay dos tipos de ondas sísmicas que viajan a través de la Tierra: las que tienen un movimiento del suelo en la dirección en que se propaga la onda (ondas p) y las que tienen un movimiento transversal (ondas s). Las ondas S no atraviesan el núcleo exterior porque implican un esfuerzo de cizallamiento, un tipo de deformación que no puede producirse en un líquido. En la notación sísmica, una onda p se representa con la letra P cuando viaja por la corteza y el manto y con la letra K cuando viaja por el núcleo externo. Una onda que viaja a través del manto, el núcleo y el manto de nuevo antes de llegar a la superficie se representa por PKP. Por razones geométricas, se distinguen dos ramas de PKP PKP(AB) a través de la parte superior del núcleo externo, y PKP(BC) a través de la parte inferior. La onda que atraviesa el núcleo interior se denomina PKP(DF). (Los nombres alternativos para estas fases son PKP1, PKP2 y PKIKP.) Las ondas sísmicas pueden recorrer múltiples caminos desde un terremoto hasta un sensor determinado.
Las ondas PKP(BC) y PKP(DF) tienen caminos similares en el manto, por lo que cualquier diferencia en el tiempo total de viaje se debe principalmente a la diferencia en las velocidades de las ondas entre el núcleo externo y el interno. Song y Richards observaron cómo cambiaba esta diferencia a lo largo del tiempo. Las ondas que viajan de sur a norte (emitidas por los terremotos de las Islas Sandwich del Sur y recibidas en Fairbanks, Alaska) tuvieron un diferencial que cambió en 0,4 segundos entre 1967 y 1995. Por el contrario, las ondas que viajaban cerca del plano ecuatorial (por ejemplo, entre Tonga y Alemania) no mostraron ningún cambio.
Una de las críticas a las primeras estimaciones de la superrotación era que las incertidumbres sobre los hipocentros de los terremotos, especialmente las de los primeros registros, provocaban errores en la medición de los tiempos de viaje. Este error puede reducirse utilizando los datos de los terremotos de doblete. Se trata de terremotos que tienen formas de onda muy similares, lo que indica que los terremotos estuvieron muy cerca unos de otros (en un radio de aproximadamente un kilómetro). Utilizando datos de dobletes de las Islas Sandwich del Sur, un estudio de 2015 llegó a una nueva estimación de 0,41° por año.
Anisotropía del núcleo internoEditar
Song y Richards explicaron sus observaciones en términos del modelo de anisotropía del núcleo interno imperante en ese momento. Se observó que las ondas viajaban más rápido entre el norte y el sur que a lo largo del plano ecuatorial. Un modelo del núcleo interno con anisotropía uniforme tenía una dirección de viaje más rápida inclinada en un ángulo de 10° con respecto al eje de giro de la Tierra. Desde entonces, el modelo de la anisotropía se ha vuelto más complejo. Los 100 kilómetros superiores son isotrópicos. Por debajo de eso, hay una anisotropía más fuerte en un hemisferio «occidental» (centrado aproximadamente en las Américas) que en un hemisferio «oriental» (la otra mitad del globo), y la anisotropía puede aumentar con la profundidad. También puede haber una orientación diferente de la anisotropía en un «núcleo interior» (IMIC) con un radio de unos 550 kilómetros.
Un grupo de la Universidad de Cambridge utilizó diferenciales de tiempo de viaje para estimar las longitudes de los límites de los hemisferios con una profundidad de hasta 90 kilómetros por debajo del límite del núcleo interior. Combinando esta información con una estimación de la tasa de crecimiento del núcleo interno, obtuvieron una tasa de 0,1-1° por millón de años.
Las estimaciones de la tasa de rotación basadas en los diferenciales de tiempo de viaje han sido inconsistentes. Las basadas en los terremotos de las islas Sandwich tienen las tasas más rápidas, aunque también tienen una señal más débil, con PKP(DF) apenas emergiendo por encima del ruido. Las estimaciones basadas en otras trayectorias han sido más bajas o incluso en la dirección opuesta. Según un análisis, la tasa de rotación está limitada a menos de 0,1° por año.
HeterogeneidadEditar
Un estudio realizado en 1997 volvió a analizar los datos de las Islas Sandwich y llegó a una conclusión diferente sobre el origen de los cambios en los tiempos de viaje, atribuyéndolos a heterogeneidades locales en las velocidades de las olas. La nueva estimación de la super-rotación se redujo a 0,2-0,3° por año.
La rotación del núcleo interno también se ha estimado utilizando las ondas PKiKP, que se dispersan en la superficie del núcleo interno, en lugar de las ondas PKP(DF). Las estimaciones realizadas con este método han oscilado entre 0,05 y 0,15° por año.
Modos normalesEditar
Otra forma de restringir la rotación del núcleo interno es utilizando los modos normales (ondas estacionarias en la Tierra), lo que proporciona una imagen global. Las heterogeneidades del núcleo dividen los modos, y los cambios en las «funciones de división» a lo largo del tiempo pueden utilizarse para estimar la tasa de rotación. Sin embargo, su precisión está limitada por la escasez de estaciones sísmicas en los años 70 y 80, y la rotación inferida puede ser positiva o negativa según el modo. En general, los modos normales son incapaces de distinguir la tasa de rotación de cero.