Внутреннее ядро ​​Земли может изменить свое вращение

Aug 08, 2023

Ученые предположили, что твердое внутреннее ядро ​​Земли (желтое на этой диаграмме) вращается быстрее, чем остальная часть Земли. Новое исследование предполагает, что вращение ядра недавно приостановилось и меняет направление.

fpm/E+/Getty Images Plus

Никк Огаса

23 января 2023 г., 11:00

Наша планета, возможно, недавно изменила свое мнение.

Внутреннее ядро ​​Земли, возможно, временно перестало вращаться относительно мантии и поверхности, сообщают исследователи в журнале Nature Geoscience от 23 января. Теперь направление вращения внутреннего ядра может измениться на противоположное — это часть того, что может быть примерно 70-летним циклом, который может повлиять на продолжительность дней Земли и ее магнитное поле — хотя некоторые исследователи относятся к этому скептически.

«Мы видим убедительные доказательства того, что внутреннее ядро ​​вращалось быстрее, чем поверхность, [но] примерно к 2009 году оно почти остановилось», — говорит геофизик Сяодун Сун из Пекинского университета в Пекине. «Сейчас оно постепенно движется в противоположном направлении».

Такой глубокий поворот может показаться странным, но Земля нестабильна (SN: 13.01.21). Пройдите через постоянно меняющуюся кору, и вы войдете в титаническую мантию, где гигантские массы горных пород вязко текут на протяжении миллионов лет, иногда поднимаясь вверх, экскориируя вышележащую кору (SN: 11.01.17, SN: 3/ 17 февраля, СН: 4 февраля 21 года). Копните глубже, и вы достигнете жидкого внешнего ядра Земли. Здесь циркулирующие токи расплавленных металлов создают магнитное поле нашей планеты (СН: 4/9/15). И в центре этого расплава вы найдете вращающийся твердый металлический шар, ширина которого примерно на 70 процентов равна Луне.

Это внутреннее ядро ​​(SN: 28.01.19). Исследования показали, что это твердое сердце может вращаться внутри жидкого внешнего ядра под действием магнитного момента внешнего ядра. Исследователи также утверждают, что огромное гравитационное притяжение мантии может беспорядочно тормозить вращение внутреннего ядра, заставляя его колебаться.

Доказательства колебательного вращения внутреннего ядра впервые появились в 1996 году. Геофизик Пол Ричардс из Земной обсерватории Ламонт-Доэрти Колумбийского университета в Палисадесе, штат Нью-Йорк, и Сонге, затем также в Ламонт-Доэрти, сообщил, что в течение трех десятилетий сейсмические волны от землетрясениям требовалось разное время, чтобы пройти через твердое сердце Земли.

Исследователи пришли к выводу, что внутреннее ядро ​​вращается с другой скоростью, чем мантия и кора, что приводит к разнице во времени. Планета вращается примерно на 360 градусов за день. Основываясь на своих расчетах, исследователи подсчитали, что внутреннее ядро ​​в среднем вращается примерно на 1 градус в год быстрее, чем остальная часть Земли.

Но другие исследователи поставили под сомнение этот вывод, некоторые предполагают, что ядро ​​вращается медленнее, чем предполагали Сонг и Ричардс, или вообще не вращается по-другому.

В новом исследовании, анализируя глобальные сейсмические данные, начиная с 1990-х годов, Сун и геофизик И Ян (также из Пекинского университета) сделали удивительное наблюдение.

До 2009 года сейсмические волны, генерируемые последовательностями и парами повторяющихся землетрясений, известные как мультиплеты и дублеты, распространялись через внутреннее ядро ​​с разной скоростью. Это указывало на то, что волны от повторяющихся землетрясений пересекали разные части внутреннего ядра и что внутреннее ядро ​​вращалось с другой скоростью, чем остальная часть Земли, что соответствует предыдущим исследованиям Сонга.

Но примерно в 2009 году разница во времени в пути исчезла. Это говорит о том, что внутреннее ядро ​​перестало вращаться относительно мантии и коры, говорит Янг. После 2009 года эти различия вернулись, но исследователи пришли к выводу, что волны пересекали части внутреннего ядра, что позволило предположить, что теперь оно вращается в противоположном направлении относительно остальной части Земли.

Затем исследователи изучили записи дублетов землетрясений на Аляске, датированные 1964 годом. Хотя внутреннее ядро, казалось, вращалось устойчиво большую часть этого времени, похоже, что в начале 1970-х годов оно совершило еще один разворот вращения, говорят исследователи.