Ученые нашли новые доказательства того, что в ядре Земли находится ещё одно ядро. Результаты исследования, которое публикует журнал Nature, опровергают тезис о том, что Земля состоит из четырёх основных слоев: коры, мантии, внешнего ядра и внутреннего ядра.
Сейсмические волны проходят через внутреннее ядро иначе, чем через его внешнюю часть.Согласно исследованию, опубликованному на этой неделе в Nature Communications, проходящие через центр Земли отголоски землетрясений раскрыли новые подробности о структуре внутреннего ядра планеты.
Свидетельства о том, что твердое внутреннее ядро планеты состоит из отдельных слоев, копились в течение нескольких десятилетий, однако их свойства оставались загадкой.
Чтобы разобраться в структуре внутреннего ядра, исследователи использовали несколько сейсмометров и изучили искажения сейсмических волн в момент, когда те проходят через твердый шар из железа и никеля в сердце Земли.
«После сильного землетрясения Земля содрогается, словно колокол, причем это длится не просто несколько часов, а целых несколько дней», — говорит геофизик из Австралийского национального университета в Канберре и соавтор исследования Хрвое Ткальчич.
Выявить эти колебания исследователям удалось, записав формы волны вблизи исходного места землетрясения и в ее антиподе — прямо противоположном месте на поверхности Земли. Таким образом они отследили множественные волны через центр Земли.
«Это словно на мячик для пинг-понга, который скачет туда-сюда», — говорит научный сотрудник Австралийского национального университета и еще один соавтор Тхань-Сон Фам. На то, чтобы перейти с одной стороны планеты на другую, у каждой реверберации уходит порядка двадцати минут, и сейсмометры зафиксировали до пяти отражений от одного толчка.
Все измеренные землетрясения изначально превышали по магнитуде шесть баллов, но, проходя через ядро Земли, волны постепенно слабели. Исследователи использовали метод «наложения», объединяя формы сигналов от каждого события, чтобы построить более подробную картину искажения самого внутреннего ядра.
Они обнаружили, что через самое внутреннее ядро волны проходят иначе, чем через внешнюю часть, а его толщина, по их оценкам, составляет около 650 километров. Волны, проходящие через самую внутреннюю часть ядра, замедляются в одном направлении, тогда как волны, проходящие через внешний слой, замедляются в другом.
«По всей видимости, это означает, что кристаллы железа, которое преобладает во внутреннем ядре, наверняка организованы иначе, чем во внешней оболочке внутреннего ядра», — говорит Ткальчич.
Геофизик Вернон Кормье из Университета Коннектикута в Сторрсе оценил важность исследования: оно позволило измерить самую внутреннюю часть Земли, а добиться этого было крайне непросто.
«Для этого требуется найти и зафиксировать сейсмические волны слабой амплитуды и на очень большом расстоянии, а затем увеличить амплитуду, чтобы вы могли измерить скорость волны в самых недрах Земли», — объяснил Кормье.
Хотя этот метод обычно применяется для разведки полезных ископаемых, в геофизике он используется редко.
Это открытие поможет понять, как появилось твердое внутреннее ядро Земли и какую роль это могло сыграть в формировании магнитного поля. Считается, что этот процесс начался где-то от 600 миллионов до 1,5 миллиардов лет назад.
По материалам иностранных СМИ
