Мы знаем, что у Земли внутри многослойна, как лук. Твердое железо-никелевое внутреннее ядро имеет радиус 1200 км, или около трех четвертей размера Луны. Его температура, составляющая 5700°C, сравнима с температурой поверхности Солнца, но огромное давление, вызванное гравитацией, не дает ему стать жидким.
Твердое внутреннее ядро окружено жидким внешним ядром из расплавленного железа и никеля толщиной около 2400 км. Внешнее ядро окружено мантией из горячих горных пород толщиной около 3000 км и перекрывается тонкой, холодной корой на поверхности.
Конвекция возникает как во внешнем ядре, которое медленно закипает, когда тепло кристаллизующегося железа выходит из внутреннего ядра, так и в мантии, когда более горячая порода движется вверх, чтобы нести это тепло от центра планеты к поверхности.
Таким образом, твердое внутреннее ядро, которое кристаллизовалось не менее 500 миллионов лет, но, возможно, и намного раньше, и которое продолжает расти, выделяет тепло, сохраняющее внешнее ядро расплавленным. Движение внешнего ядра создает магнитное поле Земли, что, в свою очередь, защищает нас от космического излучения.
Но внутреннее ядро проявляет себя как неоднородное. Изучая движение сейсмических волн, ученые заметили, что в разных направлениях они распространяются через внутреннее ядро с разной скоростью.
Новая модель, предложенная сейсмологами Калифорнийского университета, предполагает, что ядро растет быстрее с одной стороны (под морем Банда в Индонезии), чем с другой (под Бразилией), с разностью скоростей примерно на 60%. Этот неравномерный темп роста предполагает, что под Индонезией отвод тепла от внутреннего ядра идет быстрее, чем под Бразилией на противоположной стороне планеты. Гипотеза подробно описана в журнале Nature Geoscience.
Такая модель уточняет возраст внутреннего ядра, ограничивая его диапазоном от 0,5 до 1,5 миллиарда лет. При этом, известно, что магнитное поле Земли уже существовало 3 миллиарда лет назад. Следовательно, конвекцию во внешнем ядре в то время должны были вызывать другие процессы.
Молодой возраст внутреннего ядра может означать, что в начале истории Земли тепло, кипятящее жидкое ядро, исходило от легких элементов, отделяющихся от железа, а не от кристаллизации железа, которую мы наблюдаем сегодня.
Асимметричный рост внутреннего ядра объясняет и то, что кристаллизованное железо в нем ориентировано с некоторым отклонением на запад.
Геологи из Австралийского национального университета, анализируя данные о времени прохождения сейсмических волн внутри Земли, полученные Международным сейсмологическим центром, обнаружили границу между разными структурами на расстоянии в 650 км от центра Земли — внутри твердого земного ядра.
По материалам IFLScience и The Daily Mail
Читайте также:
Геологи назвали возраст ядра Земли
