Новое исследование обнаружило доказательства того, что внутреннее ядро Земли могло изменить свою форму. Причем эти изменения произошли не за миллионы лет, а всего за последние два десятилетия.
Несмотря на то, что ученые подробно изучили и смоделировали нашу планету, внутреннее ядро по-прежнему остается загадкой. Это неудивительно, ведь оно находится на глубине более 5100 километров под поверхностью, тогда как самое глубокое бурение достигло всего 12 263 метров. Однако исследователи могут получать информацию о ядре, анализируя сейсмические волны, проходящие через Землю, а также изучая линии магнитного поля, которые зависят от процессов внутри ядра.
Наука в этом направлении уже добилась значительных успехов и выявила несколько удивительных фактов. Например, в 2022 году команда ученых изучила данные, собранные во время ядерных испытаний 1960-70-х годов, и обнаружила, что внутреннее ядро периодически меняет направление вращения относительно поверхности Земли. Оно не остается неподвижным, а колеблется, двигаясь медленнее внешних слоев минимум на десятую градуса в год.
«Внутреннее ядро не зафиксировано на месте – оно движется под нашими ногами и, похоже, колеблется на несколько километров каждые шесть лет, — пояснил в пресс-релизе один из авторов исследования, профессор наук о Земле из Университета Южной Калифорнии Джон Видале (John E. Vidale). — Один из ключевых вопросов, на который мы пытались найти ответ: движется ли внутреннее ядро постепенно или в долгосрочной перспективе остается относительно зафиксированным по отношению к остальной части планеты? Мы стремимся понять, как сформировалось ядро и как оно изменяется со временем – это важный шаг к более глубокому пониманию этого процесса.»
Дальнейшие исследования показали, что с 2010 года вращение ядра начало замедляться по отношению к остальной части Земли. В новой работе Видале и его команда изучили изменения сейсмических волн, связанные с разной скоростью вращения ядра.
«Недавние исследования подтвердили, что внутреннее ядро вращалось то быстрее, то медленнее по сравнению с остальной планетой за последние десятилетия. Мы проанализировали сейсмические волны (PKIKP), проходившие через ядро, используя данные сейсмостанций в Северной Америке, зафиксировавших 121 повторяющееся землетрясение в Южной Атлантике в период с 1991 по 2023 год, — объясняют авторы исследования. — Мы расширили этот набор данных и сравнили пары землетрясений, произошедших в моменты, когда ядро возвращалось в ту же позицию. Это позволило выявить изменения в одной из сейсмостанций в период с 2004 по 2008 год, которые нельзя объяснить только вращением.»
Проанализировав 168 повторяющихся землетрясений, исследователи выяснили, что изменения в сейсмических волнах частично связаны не с вращением ядра, а с его формой.
«Обнаруженные изменения формы и материала ядра могут быть вызваны локальными деформациями, — заключили ученые. — Наиболее вероятная причина — вязкая деформация границы внутреннего ядра под воздействием течений во внешнем ядре и рельефа границы между ядром и мантией.»
Исследователи не исключают и более «экзотических» объяснений, например, выброса расплавленных пород из ядра, и призывают к дальнейшему изучению этого процесса.
«Наши данные подтверждают давний научный спор: изменения происходят не только из-за вращения ядра, но и по другим причинам. Эти процессы требуют тщательного изучения, чтобы понять, что происходит внутри Земли», — заявили авторы работы.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience.
