Завихрения жидкого железа могут быть захвачены внутри «твердого» ядра Земли
Твердое внутреннее ядро Земли, возможно, в конце концов не является твердым — по крайней мере, не полностью. Наоборот, это мешанина из твердого и жидкого состояния, доходящая до самого центра.
Новое исследование, основанное на слабых эхо волн землетрясений, отражающихся от поверхности Земли из недр планеты, предполагает, что внутреннее ядро более разнообразно, чем предполагалось ранее. Полученные данные показывают, что внутреннее ядро, которое растет примерно на миллиметр каждый год по мере затвердевания жидкого внешнего ядра, могло расти быстрее в более ранние периоды истории Земли. Более того, внутри твердого ядра могут быть завихрения жидкого железа, заявил в своем заявлении старший автор исследования Кит Копер, сейсмолог из Университета Юты.
«Давным-давно внутреннее ядро росло очень быстро», — сказал Копер. «Он достиг равновесия, а затем начал расти гораздо медленнее. Не все железо стало твердым, поэтому внутри могло остаться некоторое количество жидкого железа».
Внутреннее ядро Земли представляет собой твердый шар, состоящий в основном из железа и никеля. Это внутреннее ядро длиной около 2440 км вращается внутри внешнего ядра, океана расплавленного железа и никеля толщиной около 2260 км. Взбалтывание металла в центре Земли создает магнитное поле планеты. Со временем внешнее ядро постепенно кристаллизовалось, но ученые мало знают о том, как быстро происходил этот процесс, что также вызывает вопросы о состоянии магнитного поля Земли с течением времени.
Прямого доступа к ядру нет, поэтому Копер и его команда использовали данные 20 сейсмометров, настроенных для измерения волн землетрясений и наблюдения за испытаниями ядерного оружия. Они сосредоточились на волнах, вызванных землетрясениями магнитудой 5,7 или выше, которые достаточно велики, чтобы вибрировать до внутреннего ядра, отправляя слабое эхо обратно на сейсмометр. В наборе данных было 2455 таких землетрясений.
«Этот сигнал, возвращающийся из внутреннего ядра, очень мал», — сказал Копер. «Размер порядка нанометра. Мы ищем иголку в стоге сена. Так что эти детские отголоски и отражения очень трудно увидеть».
Ключевой вывод, опубликованный в журнале Nature, заключался в том, что состав ядра был «неоднородным» или варьировался. Другими словами, внутреннее ядро не застыло гладко и состоит из лоскутков различной текстуры.
«Впервые мы подтвердили, что такого рода неоднородность находится повсюду внутри внутреннего ядра», — говорится в заявлении Гуаньнинга Панга, исследователя с докторской степенью в Корнельском университете, который проводил исследование в качестве докторанта в Университете штата Юта.
По словам Копера, сейсмические волны рассеиваются тем сильнее, чем глубже они проникают в ядро, что указывает на увеличение степени изменчивости ближе к центру Земли. Он добавил, что это может быть связано с изменением скорости затвердевания ядра с течением времени.
Обсудим?
Смотрите также:
