Внутреннее ядро Земли невероятно сложно изучать, так как оно погребено под тысячами миль горных пород. Новые сейсмические исследования показывают, что это не просто твердый железный шар, как предполагалось, но и могут иметь карманы из жидкого железа повсюду.
Подобно хлопьям, оседающим на дно снежного шара, железо и другие тяжелые металлы имеют тенденцию тонуть в более легкой расплавленной породе и, таким образом, концентрироваться в ядре Земли. Но то, какую именно форму принимает железо, когда попадает туда, остается предметом споров. Долгое время предполагалось, что он жидкий из-за чрезвычайно высоких температур, с которыми он там сталкивается.
Но в 1930-х годах ученые начали исследовать ядро, изучая сейсмические волны от землетрясений. Наблюдая за тем, как они отражаются на датчиках, можно понять, через какие типы материалов они проходят на разных этапах. Эти исследования показали, что внутреннее ядро представляет собой твердый железный шар.
Тем не менее, согласно новому исследованию Университета Юты, оно может не иметь одинаковой последовательности на всем протяжении. Команда использовала данные, собранные Международной системой мониторинга (IMS), сетью датчиков, созданных по всему миру для обнаружения незаконных подземных ядерных взрывов. Они проанализировали сейсмические волны от 2455 землетрясений магнитудой 5,7 и выше и использовали их для более подробной карты внутренней структуры внутреннего ядра.
Образец рассеяния, который они уловили, показал, что ядро не одинаково на всем протяжении. Он в основном твердый, но, похоже, содержит то, что исследователи называют гобеленом из различных «тканей», продуктом его роста с течением времени.
«Мы думаем, что эта ткань связана с тем, насколько быстро ядро росло», — сказал Кит Копер, руководитель исследования. «Давным-давно внутреннее ядро росло очень быстро. Она достигла равновесия, а затем стала расти гораздо медленнее. Не все железо стало твердым, поэтому некоторое количество жидкого железа могло остаться внутри».
Другие исследования показали, что внутреннее ядро может быть твердым, но мягким или состоять из странного суперионного сплава, существующего в промежуточное состояние вещества между жидким и твердым. Лучшее понимание того, что там происходит, может помочь нам узнать больше об истории нашей планеты, о том, как формировалось и поддерживается защитное магнитное поле, а также узнать, как мы выясняем, пригодны ли другие планеты для жизни.
Новое исследование было опубликовано в журнале Nature.
