У Земли есть скрытый слой, и никто точно не знает, что это такое
На Земле может быть больше слоев, чем думали ученые.
Новое исследование обнаруживает, что внутри твердого внутреннего ядра Земли может быть скрытый слой – внутреннее-внутреннее ядро, если хотите. Точная природа этого слоя загадочна, но это может иметь какое-то отношение к изменениям в структуре железа при экстремальных температурах и давлении. По словам Джо Стефенсона, докторанта сейсмологии Австралийского национального университета в Канберре, который руководил исследованием, исследование показывает, что внутреннее ядро является более сложным, чем предполагалось ранее.
«Это не просто твердый железный шар», – сказал Стивенсон Live Science.
Сложное ядро
Ядро Земли состоит из двух частей. Жидкое внешнее ядро начинается на расстоянии около 1800 миль (2897 километров) от поверхности Земли и состоит из жидких металлов при температурах от 4000 до 9000 градусов по Фаренгейту (от 2204 до 4982 градусов по Цельсию). Примерно на уровне 3200 миль (5150 км) ниже поверхности Земли ядро превращается в твердое железо (и немного никеля).
Первые подозрения на то, что в центре внутреннего ядра может скрываться что-то интересное, появились еще в 1980-х годах. Поскольку нет возможности добраться до внутреннего ядра, где температура приближается к температуре на поверхности Солнца, ученые используют волны землетрясений, чтобы сделать изображения ядра. Волны землетрясения на одной стороне планеты, обнаруженные на другой стороне планеты, несут в себе тонкие изменения, которые ученые могут использовать для воссоздания образа того, через что они прошли.
Как ни странно, когда волны проходят через ядро с севера на юг, они распространяются быстрее, чем волны, проходящие через ядро параллельно экватору Земли. Никто не знает, почему это так, сказал Стивенсон, но это постоянный вывод. Технический термин для этой странности – анизотропия.
Глубокие тайны
Но в самом центре внутреннего ядра что-то вроде бы изменилось, заметили ученые в начале 2000-х годов. На этой глубине анизотропия, казалось, не соответствовала анизотропии остальной части внутреннего ядра.
«В течение последних двух десятилетий было очень и очень неясно, что это за сигнал в центре Земли в данных и почему мы его видим», – сказал Стивенсон.
Стефенсон и ее коллеги собрали набор данных примерно из 100 000 волн землетрясений, прошедших через этот уровень ядра, и применили алгоритм, который ищет лучшее физическое объяснение происходящего для объяснения данных. Они обнаружили, что во внутреннем ядре, начинающемся примерно в 400 милях (650 км) от центра Земли, анизотропия в медленном направлении больше не совсем параллельна экватору, а отклоняется на 54 градуса.
«Это не просто шум в данных, это действительно что-то, что есть», – сказал Стивенсон.
Но сказать, что это за что-то, непросто. В настоящее время исследователи работают с физиками-минералами и геодинамиками, чтобы попытаться создать модели внутреннего и внутреннего ядра, которые объяснили бы это изменение. По словам Стивенсона, когда планета охлаждается, внутреннее ядро охлаждается и расширяется, поэтому структура внутреннего и внутреннего ядра может иметь какое-то отношение к тому, как кристаллизуется железо при охлаждении, или это может быть связано с изменениями в том, как металл ведет себя при охлаждении. высокие температуры и давления.
Получение изображений ядра является сложной задачей отчасти из-за того, что глубокие землетрясения, которые ученые используют для получения изображений, не происходят равномерно по всему земному шару. Этот неоднородный набор данных ведет к слепым пятнам. Сейсмологи и геофизики сейчас работают над способами выявления тонких типов волн землетрясений, называемых экзотические фазы которые прошли через внутреннее ядро. Эти фазы обычно слишком тонкие, чтобы их можно было отличить от одного землетрясения, но они могут быть обнаружены в больших наборах данных о тысячах землетрясений.
По словам Стивенсона, важно понимать ядро, потому что его закрученное взаимодействие создает магнитное поле Земли. Магнитное поле, в свою очередь, защищает планету от заряженных частиц, исходящих от Солнца. Эта защита позволила эволюции жизни.
«Это действительно очень важно», – сказал Стивенсон.
Исследование было опубликовано 7 декабря 2020 г. в Журнал геофизических исследований: твердая Земля.
Первоначально опубликовано на Live Science.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
