Внутреннее ядро Земли, считавшееся твердым, имеет сложную структуру, похожую на мозг

Более полувека научное сообщество полагало, что внутреннее ядро Земли представляет собой твердый шар из сжатого сплава железа, окруженный жидким внешним ядром. Но новое исследование, опубликованное в журнале Physics of the Earth and Planetary Interiors, предполагает, что твердость планетарного шара варьируется от твердого до полумягкого и жидкого металла.

В некотором смысле внутреннее ядро ​​Земли остается таким же загадочным, как и тогда, когда Жюль Верн опубликовал свое фантастическое «Путешествие к центру Земли» в 1864 году. Хотя ученые с 1950-х годов знали, что наша планета не полая, как утверждал в своем романе Верн, внутренняя часть планеты все еще не исследована: жара и давление слишком велики для любого зонда, чтобы добраться туда.

Вместо этого геофизики полагаются на сейсмические волны, вызванные землетрясениями. Измеряя эти вибрации, ученые могут восстановить картину внутреннего устройства планеты способом, который напоминает компьютерную томографию человека. Эти волны бывают двух основных видов: волны сжатия и поперечные волны. Каждая волна может ускоряться, замедляться или отражаться от разных сред.

Новое исследование началось с вопроса о несовпадении чисел. Наблюдения за тем, как сейсмические волны, создаваемые сильными землетрясениями в пяти разных местах планеты, проходят через ядро ​​Земли на противоположную сторону земного шара выявили, что поперечные волны, которые должны были пройти через твердый металлический шар, отклонялись в определенных областях. Эти отклонения означали, что модель ошибалась в структуре ядра – в том, что внутреннее ядро ​​Земли является твердым во всем его объеме. Наблюдаемая картина прохождения волн говорила о том, что ядро ​​не является твердым шаром, а имеет карманы из жидкого и «мягкого», полутвердого железа около его поверхности.

Особенно удивительным оказался диапазон консистенций железа. Структура ядра оказалась неожиданно сложной, причем, твердые поверхности разграничивали друг от друга жидкие или рыхлые области.

Это исследование способно революционизировать наше понимание магнитного поля Земли . Согласно другому исследованию, опубликованному в 2019 году в журнале Science Advances, в то время, как потоки в жидком внешнем ядре ​​управляют магнитным полем нашей планеты, внутреннее ядро ​​обеспечивает его дестабилизацию, вызывающую периодические изменения. В то же время, согласно исследованию NASA,  у других планет, таких как Марс, есть жидкий центр, но отсутствует внутреннее ядро, а с ним и магнитное поле . Таким образом, глубокое понимание строения внутреннего ядра поможет ученым понять взаимосвязь между внутренним пространством планеты и ее магнитной активностью.

Исследователи обнаружили, что граница магнитосферы, называемая магнитопаузой, ведет себя как мембрана барабана: ударьте по ней импульсом солнечного ветра, и волны, называемые магнитозвуковыми, распространяются вдоль магнитопаузы к полюсам, и отражаются обратно к источнику, образуя стоячую волну.

По материалам Live Science.

Читайте также:

Магнитное поле Земли: как оно устроено и как защищает жизнь на планете

Мы знали, что при миграции птицы ориентируются на магнитное поле Земли. Теперь знаем, как именно