Внутреннее ядро Земли, не твердое, а вязкое
Ученые из Университета Южной Калифорнии обнаружили структурные изменения вблизи центра нашей планеты. Они показали, что поверхность внутреннего ядра Земли может меняться. Работа опубликована в журнале Nature Geoscience.
Изменения внутреннего ядра уже давно являются предметом споров ученых. Однако большинство исследований было сосредоточено на характеристиках вращения, как твердого тела.
Соавтор работы Джон Видейл говорит, что первоначально ученые «не ставили перед собой задачу определить физическую природу внутреннего ядра. Но мы обнаружили доказательства того, что поверхность внутреннего ядра Земли претерпевает структурные изменения».
Это открытие, например, показывает, как изменения вращения внутреннего ядра влияет на продолжительность суток.
Новое определение внутреннего ядра Земли
Расположенное на глубине около 5000 километров под поверхностью Земли, внутреннее ядро сдавлено гравитацией внутри расплавленного жидкого внешнего ядра. Но до сих пор внутреннее ядро считалось твердым шаром.
Первоначальной целью ученых из Университета Южной Калифорнии было составить график замедления внутреннего ядра. «Но когда я анализировал сейсмограммы за несколько десятилетий, один набор сейсмических волн любопытно выделялся на фоне остальных», — говорит Видейл. — «Постепенно я понял, что смотрю на доказательства того, что внутреннее ядро не является твердым».
Ученые проанализировали данные о форме сейсмических волн, включая 121 землетрясение из 42 точек вблизи Южных Сандвичевых островов Антарктиды, происходившие в период с 1991 по 2024 год.
Когда исследователи проанализировали формы волн от этих землетрясений зарегистрированные станциями, расположенными за тысячи километров от Сандвичевых островов — вблизи Фэрбенкса (Аляска) и Йеллоунайфа (Канада). Один из наборов данных сейсмических волн с канадской станции включал в себя странные отклонения, которые команда никогда прежде не видела.
«Сначала набор данных привел меня в замешательство», — говорит Видейл. Только после того, как его исследовательская группа улучшила технику разрешения, стало ясно, что сейсмические волны отражают неожиданную добавку — дополнительную физическую активность внутреннего ядра.
Деформированное внутреннее ядро
Физическая активность лучше всего объясняется как временные изменения формы внутреннего ядра. Исследование показывает, что внешняя поверхность внутреннего ядра, вероятно, подвергает вязкой деформации, изменяя свою форму.
Наиболее очевидной причиной структурных изменений является взаимодействие между внутренним и внешним ядром. «Широко известно, что расплавленное внешнее ядро является турбулентным, но не было замечено, чтобы его турбулентность нарушала соседнее внутреннее ядро в масштабах человеческого времени», — говорит Видейл. — «Мы впервые наблюдаем, как внешнее ядро деформирует внутреннее».
По словам Видейла, это открытие помогает выявить скрытую динамику в глубинах земного ядра и может привести к лучшему пониманию формирования теплового и магнитного полей Земли.