De beskriver det som en slags "jetström" - en flod med flytande järn som flyter västerut under Alaska och Sibirien.
Metallens rörliga massa har härletts från mätningar gjorda av Europas Swarmsatelliter.
Den här trion av rymdfarkoster kartlägger för närvarande Jordens magnetfält för att försöka förstå dess grundläggande funktioner.
Forskarna säger att jetplanet är den bästa förklaringen till de fläckar av koncentrerad fältstyrka som satelliterna observerar på norra halvklotet.
"Detta jet av flytande järn rör sig på omkring femtio kilometer per år", förklarade Dr Chris Finlay från National Space Institute vid Tekniska Universitetet i Danmark (DTU Space).
Det kanske inte låter som mycket för dig på Jordens yta, men du måste komma ihåg detta en mycket tät flytande metall och det krävs en enorm mängd energi för att flytta den här saken runt och det är förmodligen den snabbaste rörelse vi har någonstans inom den solida jorden, han berättade BBC News.
Dr Finlay talade här vid American Geophysical Union (AGU) möte i San Francisco, strax före den officiella publiceringen av forskningen i tidskriften Nature Geoscience.
De flesta människor kommer att känna till den atmosfäriska jetströmmen - det höghöjdiga, snabbt flödande luftbälte på vilket flygplan rider för att komma till sin destination snabbare.
Dr Finlay och kollegor vill att vi ska föreställa oss något liknande men gjort av metall och 3.000 km ner, under våra fötter.
De bedömer jetplanet som ca 420 km brett, och säger att det sveper halvvägs runt planeten.
Dess beteende kommer att vara avgörande för generering och underhåll av det globala magnetfältet, tillägger de.
Det är troligt att jetströmmen har varit i spel i hundratals miljoner år, säger Dr Phil Livermore från Leeds University, Storbritannien, och huvudförfattaren på tidningen tidningen.
I tidningen lägger teamet fram en modell för att förklara jetplanet.
Forskarna säger att funktionen troligen ligger i linje med en gräns mellan två olika regioner i kärnan.
De kallar denna gräns för "tangentcylindern". De föreställer sig detta som ett rör som sitter runt den fasta inre kärnan, som löper längs Jordens rotationsaxel.
När flytande järn närmar sig gränsen från båda sidor, får det pressas ut i sidled för att bilda jet, som sedan kramar imaginära röret.
"Självklart behöver du en kraft för att flytta vätska mot tangentcylindern", sade Prof Rainer Hollerbach, även från Leeds och en annan medförfattare på papperet.
"Detta kan åstadkommas genom flytförmåga, eller kanske mer sannolikt genom förändringar i magnetfältet inom kärnan."
Även om teamet tror att det förstår hur brett och hur länge jetplanet är, är det djup som det går ner till långt ifrån säkert.
Doktor Livermore sade till BBC News: " Den sveper för närvarande omkring 180 grader runt tangentcylindern.  Även om observationer bara begränsar jetströmmen på kanten av kärnan, vår teoretiska förståelse tyder på att jet kan i princip gå mycket djupt - möjligen i själva verket hela vägen ner till kanten av kärnan i södra halvklotet (dvs.. i den andra änden av tangentcylindern)."
Att teamet kan göra sådana slutsatser talar till den imponerande kapaciteten i Swarm konstellationen.
Europeiska rymdorganisationens satelliter lanserades i november 2013 och ger enastående insikter om strukturen och beteendet hos jordens magnetfält.
Med sina mycket känsliga instrument retar de undan för undan fältets olika komponenter - från den dominerande signalen som kommer från järnets rörelser i den yttre kärnan till det nästan omärkliga bidraget från havsströmmar.
Man hoppas att Swarms satelliter ska kunna berätta varför Jordens magnetfält har försvagats under de senaste århundradena.
Forskare har spekulerat om att vi skulle kunna vara på väg mot en polaritetsvändning, som skulle se norr bli söder och söder bli norr.
Detta inträffar med några hundra tusen år.
Jonathan.Amos-INTERNET@bbc.co.uk och följ mig på Twitter: @BBCAmos
Forskare säger att de har identifierat en anmärkningsvärd ny egenskap i Jordens smälta yttre kärna.