Внутрішнє ядро Землі швидко змінило форму: що вплинуло на "серце" планети?

Історія Землі налічує понад 4,5 мільярда років, і за цей час наша планета зазнала неймовірну кількість змін, як внутрішніх, так і поверхневих. Вчені століттями намагаються розгадати таємниці Землі, проте деякі загадки залишаються нерозгаданими — наприклад, нам мало відомо про внутрішнє ядро Землі, пише IFLScience.

У останні десятиліття вчені постійно досліджують і моделюють нашу планету, але внутрішнє ядро Землі все ще оточене низкою загадок. Це не дивно, адже йдеться про область, приховану на глибині понад 5100 кілометрів під нашими ногами. Для порівняння, найглибше отвір, яке коли-небудь вдалося пробурити людям, досягло глибини лише 12 263 метри.

На щастя, ми можемо дізнатися більше про те, що відбувається з серцем планети, спостерігаючи за сейсмічними хвилями, які проходять через Землю, а також за лініями магнітного поля планети, які є результатом умов у ядрі. Наразі у новому дослідженні вчені виявили докази того, що внутрішнє ядро Землі, ймовірно, змінило форму. Ще більш цікаво, що ці зміни відбулися протягом останніх двох десятиліть — з точки зору геологічних масштабів — неймовірно швидко.

Ще у 2022 році вчені використовували дані, зібрані під час ядерних випробувань у 1960- і 70-х роках. Результати їхньої роботи показали, що внутрішнє ядро змінило напрямок відносно поверхні, обертаючись на десяту частину градуса принаймні раз на рік. Вчені зробили висновок, що земне ядро, очевидно, не залишається стабільним, а коливається.

За словами провідного автора дослідження 2022 року, професора наук про Землю Джона Е. Відейла, вони з колегами виявили, що внутрішнє ядро не зафіксоване, а рухається під нашими ногами — вчені припускають, що ядро зміщується на кілька кілометрів кожні шість років. Проте вчені намагалися зрозуміти, чи рухається внутрішнє ядро поступово, чи воно в основному заблоковане в порівнянні з усім іншим в довгостроковій перспективі. Автори дослідження зосередилися на розумінні того, як сформувалося внутрішнє ядро і як воно рухається з часом.

Наступні дослідження показали додаткові докази того, що обертання ядра сповільнюється в порівнянні з рештою Землі приблизно з 2010 року. У новому дослідженні Відейл з командою зосередилися на вивченні зміни сейсмічних хвиль, коли ядро Землі оберталося з різною швидкістю.

Результати дослідження підтвердили, що внутрішнє ядро оберталося швидше, а потім повільніше, ніж решта планети протягом останніх кількох десятиліть. У своїй роботі вчені проаналізували сейсмічні хвилі, які перетинали внутрішнє ядро — вони були зареєстровані масивами Ейлсона (ILAR) та Йеллоунайфа (YKA) на півночі Північної Америки з 121 повторювальної пари землетрусів між 1991 і 2023 роками на Південних Сандвічевих островах.

У своїй роботі вчені розширили набір повторювальних землетрусів і порівнювали пари в моменти, коли внутрішнє ядро повторно займало те ж положення, виявляючи невращальні зміни в YKA, але не в ILAR між 2004 і 2008 роками.

Команда розглянула 168 повторювальних пар землетрусів до і після того, як ядро повернулося в початкове положення. Вчені змогли проаналізувати, чи були зміни сейсмічних хвиль викликані швидкістю обертання або іншими факторами. За словами команди, частина змін сейсмічних хвиль була викликана змінами форми ядра через натяг зовнішнього ядра та зв'язком топографії межі ядро-мантія — принаймні, команда вважає це найбільш імовірним поясненням.

Проте команда не виключила й інших більш "екзотичних" змін, таких як виштовхування розплаву, і необхідні подальші дослідження. Автори дослідження виявили, що зміна форми присутня на додачу до більш домінуючого сигналу диференціального обертання всього IC. Вчені вважають, що їм вдалося знайти рішення давнього спору — присутні як обертальні, так і невращальні зміни, і останні заслуговують на ретельне вивчення, щоб побачити, що рухається в ядрі.