Внутреннее ядро Земли быстро изменило свою форму: какие факторы оказали влияние на "сердце" нашей планеты?

История Земли насчитывает более 4,5 миллиарда лет, и за это время наша планета претерпела огромное количество изменений, как внутренних, так и поверхностных. Ученые на протяжении веков пытаются разгадать тайны Земли, однако некоторые загадки остаются неразгаданными — например, о внутреннем ядре Земли, как сообщает IFLScience.

В последние несколько десятилетий ученые активно исследуют и моделируют нашу планету, но внутреннее ядро Земли по-прежнему окутано множеством тайн. Это неудивительно, учитывая, что речь идет об области, находящейся на глубине более 5100 километров под поверхностью. Для сравнения, самое глубокое отверстие, которое когда-либо было пробурено, достигло лишь 12 263 метров.

К счастью, мы можем узнать больше о том, что происходит в сердце планеты, наблюдая за сейсмическими волнами, проходящими через Землю, а также за линиями магнитного поля, которые являются результатом условий в ядре. В новом исследовании ученые обнаружили доказательства того, что внутреннее ядро Земли, вероятно, изменило свою форму. Еще более интересным является то, что эти изменения произошли за последние два десятилетия — что с точки зрения геологических масштабов является невероятно быстрым процессом.

Еще в 2022 году ученые использовали данные, собранные во время ядерных испытаний в 1960-70-х годах. Результаты их исследования показали, что внутреннее ядро изменило направление относительно поверхности, вращаясь на десятую часть градуса по крайней мере раз в год. Ученые пришли к выводу, что земное ядро, похоже, не остается стабильным, а колеблется.

По словам ведущего автора исследования 2022 года, профессора наук о Земле Джона Э. Видейла, они с коллегами обнаружили, что внутреннее ядро не фиксировано, а движется под нашими ногами — ученые предполагают, что ядро смещается на несколько километров каждые шесть лет. Однако они пытались выяснить, происходит ли это движение постепенно или же внутреннее ядро в основном статично в долгосрочной перспективе. Авторы исследования сосредоточились на понимании того, как формировалось внутреннее ядро и как оно движется со временем.

Следующие исследования предоставили дополнительные доказательства того, что вращение ядра замедляется по сравнению с остальной частью Земли примерно с 2010 года. В новом исследовании Видейл и его команда сосредоточились на изучении изменений сейсмических волн, когда ядро Земли вращалось с разной скоростью.

Результаты исследования подтвердили, что внутреннее ядро вращалось быстрее, а затем медленнее, чем остальная часть планеты за последние несколько десятилетий. В своей работе ученые проанализировали сейсмические волны, проходящие через внутреннее ядро — они были зарегистрированы массивами Эйлсона (ILAR) и Йеллоунайфа (YKA) на севере Северной Америки из 121 повторяющейся пары землетрясений между 1991 и 2023 годами на Южных Сандвичевых островах.

В своей работе ученые расширили набор повторяющихся землетрясений и сравнили пары в моменты, когда внутреннее ядро занимало ту же позицию, выявляя невращательные изменения в YKA, но не в ILAR между 2004 и 2008 годами.

Команда проанализировала 168 повторяющихся пар землетрясений до и после того, как ядро вернулось в исходное положение. Ученые смогли выяснить, были ли изменения сейсмических волн вызваны скоростью вращения или другими факторами. По словам команды, часть изменений сейсмических волн была вызвана изменениями формы ядра из-за натяжения внешнего ядра и связи топографии границы ядро-мантия — по крайней мере, команда считает это наиболее вероятным объяснением.

Тем не менее, команда не исключила и другие более "экзотические" изменения, такие как выталкивание расплава, и необходимы дальнейшие исследования. Авторы исследования обнаружили, что изменение формы присутствует в дополнение к более доминирующему сигналу дифференциального вращения всего IC. Ученые полагают, что им удалось разрешить давний спор — присутствуют как вращательные, так и невращательные изменения, и последние требуют тщательного изучения, чтобы увидеть, что происходит в ядре.