PopularEditorialNewBest

Ядро Земли растёт неравномерно — и это хорошо

В закладки

Каждый год внутреннее ядро нашей планеты расширяется примерно на миллиметр. В новом исследовании учёные обнаружили, что одна сторона растёт быстрее — и никто не знает, почему.

Внутреннее ядро Земли представляет собой преимущественно твёрдый «шар» из сплавов железа и никеля. Оно сформировалось приблизительно 1-1.5 миллиарда лет назад и начало длительный процесс охлаждения и кристаллизации, который продолжается и до сих пор. За ним последовало и жидкое внешнее ядро — медленно затвердевая, оно становится частью внутреннего.

Наиболее активен этот процесс, как оказалось, в 2900 км под морем Банда в Индонезии: там формируется на 60% больше кристаллов железа, чем с противоположной стороны планеты (в Бразилии).

Однако бояться нечего. Несмотря на сотни миллионов лет асимметричного охлаждения и расширения, наше ядро в прекрасной форме: гравитация непрерывно перераспределяет избыток твёрдого материала. Более того, этот процесс гораздо важнее, чем кажется.

Новая модель предполагает, что внутреннее ядро Земли растет быстрее на восточной стороне (слева), чем на западе. Гравитация уравновешивает асимметричный рост, перемещая кристаллы железа к северному и южному полюсам (стрелки). Это приводит к тому, что длинная ось кристаллов железа располагается вдоль оси вращения планеты (пунктирная линия), что объясняет разное время прохождения сейсмических волн через внутреннее ядро.
Credit: Marine Lasbleis

Главный автор статьи, геофизик из Калифорнийского университета в Беркли Дэниел Фрост, шутит, что ему «постоянно приходится доказывать важность внутреннего ядра». Без него Земля осталась бы беззащитна перед солнечным ветром: охлаждение внутреннего ядра порождает конвекционные процессы во внешнем, которые, в свою очередь, являются источником энергии для магнитного поля нашей планеты.

Мы ещё не знаем, что вызвало эту асимметрию, но у Фроста есть одно предположение: в регионе, где охлаждение происходит быстрее, относительно холодные фрагменты тектонических плит погружаются в раскалённую мантию Земли, понижая её температуру: «Как будто кто-то бросает в неё кубики льда». За мантией охлаждаются внешнее, а затем и внутреннее ядра.

Хотя причины явления нам неизвестны, открытие может пролить свет на другую тайну: почему кристаллы железа во внутреннем ядре преимущественно ориентированы параллельно к оси вращения Земли?

Такую закономерность учёные обнаружили, изучая сейсмические волны: от Южного полюса к Северному они перемещаются быстрее, чем вдоль экватора. Это объясняют тем, что больше анизотропных кристаллов (скорость прохождения волн через них зависит от направления) расположены «вертикально», чем «горизонтально».

Сейсмические волны внутри Земли проходят быстрее от полюса к полюсу, чем вдоль экватора. Это объясняется особенностями расположения анизотропных кристаллов внутри земного ядра.
Credit: Daniel Frost

Авторы статьи предполагают, что причиной странного поведения кристаллов является как раз неравномерное затвердевание ядра. Как утверждает Фрост, в своём стремлении распределить массу равномерно гравитация формирует «потоки», и кристаллическая решётка поворачиваются по течению, как палочка в реке.

Модель была подтверждена экспериментальными данными: она правильно предсказала особенности передвижения сейсмических волн внутри Земли при условии выполнения некоторых предположений о химическом составе ядра; кроме того, она обеспечила учёных данными о его вязкости.

Источники: Astronomy.com, UC Berkley News

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

39
Войдите, чтобы видеть ещё 17 комментариев, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Невероятная Алиса Селезнёва
Вечность назад

мільярд років тому? Це ж вже життя було. А магнітного поля ще не було? А сонячний вітер?

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
If you were unable to log in, try this link.