Вращение твердого внутреннего ядра Земли недавно замедлилось практически полностью и может измениться на противоположное.
К такому выводу пришли ученые Пекинского университета. С чем это связано и какие последствия ждут планету — в материале РИА Новости.
Тайны глубин
Земля состоит из нескольких слоев. Мы живем на внешнем и самом тонком — земной коре. Под ней находится пластичная, но в целом твердая мантия. Затем — внешнее ядро из жидкого железа. И наконец в самом центре — внутреннее ядро, горячий плотный шар из твердого железа и никеля размером с Плутон.
Практически все данные о структуре планеты ученые получают из наблюдений за распространением сейсмических волн, возникающих при землетрясении. По отклонениям и изменению их скорости геофизики определяют границы между глубинными оболочками, а также судят о составе внутренних слоев.
Объемные сейсмические волны бывают продольными и поперечными. Первые по-разному ведут себя в твердой и жидкой среде, вторые в жидкости вообще не распространяются.
Предположение о том, что ядро неоднородно и состоит из двух оболочек — внешней расплавленной и внутренней твердой, впервые высказала в 1936-м датский геофизик Инге Леманн на основе анализа сейсмических волн от крупного землетрясения в южной части Тихого океана. Последующие геофизические исследования позволили сделать вывод, что верхняя кромка ядра находится на глубине 2900 километров, а на 5100 — действительно есть граница раздела двух сред.
Cдвиг вращения
Земля вращается с запада на восток, совершая полный оборот за 24 часа. Теоретически внутреннее ядро может двигаться чуть быстрее или медленнее, поскольку оно не соединено жестко с твердой мантией. Первые данные о его динамике получили в 1996-м американские геофизики из Колумбийского университета Сяодун Сон и Поль Ричардс.
Они исходили из того, что волны, отражающиеся от удаляющихся областей на поверхности ядра, должны достигать датчиков сейсмографов позже, чем от приближающихся. Измерения показали, что внутреннее ядро вращается примерно на один градус в год быстрее, чем остальная Земля, но скорость меняется.
В новой работе Сяодун Сон (теперь уже профессор Пекинского университета) и его коллега Йи Ян проанализировали траектории сейсмических волн от повторяющихся землетрясений в близких регионах с 1960-х до наших дней. Выяснилось, что с 2009-го различий по времени в прохождении волн практически нет. Значит, ядро остановилось. Возможно, это связано с предстоящим изменением направления его вращения относительно мантии.
По оценкам, так происходит каждые 35 лет. Предыдущий "разворот" был в начале 1970-х.
"Наблюдения свидетельствуют о динамическом взаимодействии слоев Земли, от ядра и мантии к поверхности, однако требуются дополнительные исследования, чтобы определить, какие тут механизмы", — пишут ученые.
Траектории сейсмических волн от эпицентров землетрясений (звёздочки) до сейсмических станций (треугольники) на поверхности и в недрах Земли. Цветом отмечены сегменты волн, проходящих во внутреннем ядре. РИА Новости.
"Сердце" Земли
Внутреннее ядро, "сердце" Земли играет важную роль в глубинной динамике, прежде всего в генерации магнитного поля, защищающего планету от губительного космического излучения. Без этого щита зарождение и развитие жизни было бы невозможно.
Считается, что магнитное поле порождают электрические токи, возникающие при конвекции жидкого металла внешнего ядра вокруг твердого "сердечника". Это своего рода динамо-машина. Флуктуации возможны из-за магнитного момента внешнего ядра и гравитационного торможения мантии.
По расчетам, даже небольшого дисбаланса электромагнитных и гравитационных сил достаточно, чтобы замедлить, а затем обратить вспять вращение внутреннего ядра. Недаром это совпадает с 60 - 70-летними циклами колебаний магнитного поля и продолжительности суток (микросекундные аномалии).
Динамо-механизм возникновения магнитного поля Земли
Мелкие вибрации
Однако геофизики Университета Южной Калифорнии Вей Ван и Джон Видейл считают, что осцилляции внутреннего ядра происходят намного чаще. Год назад они проанализировали данные, полученные большой сейсмической антенной (LASA — Large Aperture Seismic Array) ВВС США в Монтане после советских подземных ядерных испытаний 1971-1974 годов на Новой Земле, и увидели, что скорость вращения внутреннего ядра была примерно на 0,29 градуса в год больше, чем у мантии.
Применив тот же подход к атомным взрывам на Аляске в 1969-м и 1971-м, они получили обратный результат: скорость ядра оказалась на 0,1 градуса в год меньше, чем у остальной Земли.
На основании этого геофизики сделали вывод, что в 1971 году внутреннее ядро стало вращаться в другую сторону. По их модели, такие "развороты" случаются примерно раз в шесть лет. Интересно, что и у колебаний продолжительности суток есть такие же, более короткие циклы.
Новые исследования должны добавить ясности. И жизни на планете это не угрожает в любом случае.
"То, что происходит, не до конца понятно, но изменения, которые мы заметили, вполне допустимы", — считает профессор Видейл, которого цитирует The Wall Street Journal.
А некоторые ученые считают, что внутреннее ядро вообще неподвижно, объясняя разницу во времени прохождения волн неровностями его поверхности.
МОСКВА, 26 января 2023 — РИА Новости, Владислав Стрекопытов.
| 
