Изучая сейсмические волны от естественных землетрясений, американские исследователи смогли подтвердить, что внутреннее ядро нашей планеты гораздо неоднороднее, чем мы думали.
Наша планета под слоем мантии имеет ядро, состоящее из жидкой части (внешний радиус — 2200 километров, примерно 4200 километров вниз от нас) и твердой — с радиусом примерно 1300 километров. Изучать внутреннее ядро Земли довольно непросто: это твердое образование, размером чуть уступающее Луне, занимает меньше одного процента от общего объема планеты, и ученые могут лишь строить догадки, как оно формировалось, росло и изменялось со временем. Поскольку образцы вещества ядра недоступны, геологи могут судить о нем только по косвенным геофизическим или геохимическим данным, в том числе «полагаясь» на сейсмические волны, проходящие сквозь ядро во время землетрясений.
Чтобы заглянуть в самые глубокие слои Земли, группа ученых из США, Китая, Франции и Швейцарии воспользовалась специальным набором данных — международной системой мониторинга, чьей изначальной целью было обнаружение ядерных взрывов в рамках соблюдения Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, заключенного в 1996 году. Эта система, состоящая из двух десятков групп сейсмометров по всему миру, обеспечила исследователей кладезем полезной информации из самых разных областей науки — от геологии до биологии и метеорологии.
Ядро нашей планеты состоит в основном из железа и никеля с небольшой примесью других элементов и делится на два слоя: жидкий внешний и твердый внутренний. Ранее ученые полагали, что состав ядра довольно однородный, как у обычного металлического шарика. Однако анализ сейсмических волн от 2455 землетрясений магнитудой более 5,7 показал, что структура ядра неоднородна и наряду с твердым металлом в нем существуют жидкие включения.
Ученые предполагают, что причиной появления таких включений может быть скорость формирования ядра, ведь чем глубже к центру Земли, тем неоднородность ядра сильнее. Вероятно, поначалу оно формировалось очень быстро, но затем процесс замедлился. В итоге внешние слои ядра — толщиной около 500–800 километров, твердые и плотные, а вот внутренние, по сути, полужидкие.
Таким образом, данные исследования, опубликованного в журнале Nature, подчеркивают, что внутреннее ядро нашей планеты — не просто скучный шарик из раскаленного металла, а настоящая «планета в планете», обладающая собственной структурой и особенностями поведения. Лучшее понимание свойств ядра нужно ученым для точного выяснения механизмов геологических процессов, в конечном счете влияющих не только на распределение полезных ископаемых, но и на вулканическую активность.
Автор: Анна Новиковская