Щороку внутрішнє ядро нашої планети збільшується приблизно на міліметр. У новому дослідженні вчені показали, що одна сторона зростає швидше — й ніхто не знає, чому.
Внутрішнє ядро землі є переважно твердою “кулею” зі сплавів заліза та нікелю. Воно сформувалося приблизно 1-1.5 мільярди років тому — тоді й розпочався процес охолодження та кристалізації, що досі триває. За ним почало охолоджуватися й рідке зовнішнє ядро, що, повільно тверднучи, стає частиною внутрішнього.
Найактивнішим цей процес є, як виявилося, у 2900 км під морем Банда в Індонезії: там формується на 60% більше кристалів заліза, ніж з протилежного боку планети (у Бразилії).
Проте немає чого боятися. Попри сотні мільйонів років асиметричного охолодження та розширення, наше ядро у чудовій формі: гравітація безперервно перерозподіляє надлишок твердого матеріалу. Більш того, цей процес є набагато важливішим, ніж здається.
Credit: Marine Lasbleis
Головний автор статті, геофізик з Каліфорнійського університету в Берклі Денієл Фрост, жартує, що йому “постійно має доводити важливість внутрішнього ядра”. Дійсно, без нього Земля лишилася б без захисту від сонячного вітру: охолодження внутрішнього ядра спричиняє появу конвекційних процесів у зовнішньому, що, своєю чергою, є джерелом енергії для магнітного поля нашої планети.
Ми не знаємо, що викликало цю асиметрію, але Фрост має одну здогадку: у регіоні, де охолодження відбувається швидше, відносно холодні фрагменти тектонічних плит падають у розпечену мантію Землі та знижують її температуру: “Ніби хтось кидає у неї кубики льоду”. За мантією охолоджуються зовнішнє і внутрішнє ядра.
Хоча причини явища нам невідомі, це відкриття може пролити світло на іншу таємницю: чому кристали заліза у внутрішньому ядрі переважно орієнтовані паралельно до осі обертання Землі?
Таку закономірність вчені помітили, вивчаючи сейсмічні хвилі: від Південного полюсу до Північного вони переміщуються швидше, ніж уздовж екватора. Це пояснюють тим, що більше анізотропних кристалів розміщені “вертикально”, ніж “горизонтально”.
Credit: Daniel Frost
Автори статті вважають, що причиною дивної поведінки кристалів є як раз нерівномірне твердішання ядра. Як каже Фрост, під час рівномірного розподілення маси гравітацією формуються “потоки”, та кристалічна ґратка повертається під дією течії, як палиця у річці.
Модель було підтверджено експериментальними даними: вона правильно передбачила особливості розповсюдження сейсмічних хвиль всередині Землі за умови виконання деяких передбачень про хімічний склад ядра; крім того, вона надала вченим нові дані про його в’язкість.
Джерела: Astronomy.com, UC Berkley News