У внутрішньому ядрі Землі виявлено «новий прихований світ»
Тепер дослідники виявили, що «тверде» внутрішнє ядро Землі насправді, можливо, може змінювати свій агрегатний стан.
Понад півстоліття наукова спільнота вважала внутрішнє ядро Землі твердою кулею зі стисненого сплаву заліза, оточеним рідким зовнішнім ядром. Але нове дослідження, опубліковане в журналі Physics of the Earth and Planetary Interiors, передбачає, що твердість планетарної кулі варіюється від твердого до напівм'якого та рідкого металу.
«Чим більше ми досліджуємо, тим більше розуміємо, що це не нудний шматок заліза», - сказала live Science Джесіка Ірвінг, сейсмолог із Брістольського університету в Англії, яка брала участь у дослідженні. «Ми знаходимо новий прихований світ».
У певному сенсі внутрішнє ядро Землі залишається таким же загадковим, як і тоді, коли Жуль Верн опублікував свою фантастичну «Подорож до центру Землі» у 1864 році. Хоча вчені з 1950-х років знали, що наша планета не порожня, як передбачав Верн, внутрішня частина планети ще не досліджена; величезна температура та тиск просто занадто великі для будь-якого створеного людиною зонда, щоб дістатися туди. «Якщо з нашою планетою не станеться чогось жахливого, у нас ніколи не буде прямого спостереження за ядром Землі», - вважає Ірвінг.
Натомість геофізики покладаються на сейсмічні хвилі, спричинені землетрусами. Вимірюючи ці потужні вібрації, вчені можуть відновити картину внутрішнього устрою планети. Цей спосіб «нагадає комп'ютерну томографію людини», - сказала Ірвінг. Ці хвилі бувають двох основних видів: прямолінійні хвилі стискування та хвилеподібні поперечні хвилі. Кожна хвиля може прискорюватися, уповільнюватися або відбиватися від різних середовищ під час руху по землі.
Для Ретта Батлера, геофізика з Гавайського інституту геофізики та планетології, нове дослідження почалося з питання про розбіжність чисел. Батлер спостерігав за тим, як сейсмічні хвилі, створювані сильними землетрусами в п'яти різних місцях, проходять через ядро Землі на протилежний бік земної кулі. Але щось було не так - поперечні хвилі землетрусів, які мали пройти через тверду металеву кулю, натомість відхилялися у певних областях.
Цифри здивували Батлера. Він знав, що математика сейсмічних хвиль вірна, що могло означати лише одне: вчені помилилися у структурі. "Коли ви займаєтеся цією справою, ви повинні зіставляти дані", - сказав він. Отже, Батлер і його співавтор переглянули базове припущення, що внутрішнє ядро Землі було твердим протягом усього. Вони виявили, що спостерігаються ними хвилі працюють, якщо ядро не є твердою кулею, а має кишені з рідкого та «м'якого» напівтвердого заліза біля його поверхні.
За словами Батлера, особливо вражає діапазон консистенцій заліза. «Ми бачили докази того, що він має тверді поверхні, що протистоять розплавленому або пухкому залозу. Отже, ми бачимо багато деталей усередині внутрішнього ядра, яких не бачили раніше».
Це дослідження потенційно може революціонізувати наше розуміння магнітного поля Землі. Згідно з дослідженням, опублікованим у 2019 році в журналі Science Advances, у той час як закручене рідке зовнішнє ядро керує магнітним полем нашої планети, внутрішнє ядро допомагає його змінювати. Згідно з дослідженням НАСА, інші планети, такі як Марс, мають рідкий центр, але відсутній як внутрішнє ядро, так і магнітне поле. Таким чином, Батлер та Ірвінг вважають, що глибше розуміння внутрішнього ядра допоможе вченим зрозуміти взаємозв'язок між внутрішнім простором планети та її магнітною активністю.