Ядро Земли перекосило
Когда сейсмические волны проходят через нашу планету, кажется, что они распространяются на 3% быстрее при движении вертикально от полюса к полюсу, чем горизонтально с востока на запад. Новые модели предполагают, что твердое ядро Земли растет быстрее с одной стороны, глубоко под индонезийским морем Банда, и медленнее с другой стороны, под Бразилией.
Исследование, проведенное группой ученых из США и Франции, опубликовано в Nature Geoscience, коротко его пересказывает Science Alert.
В течение миллиардов лет в самых глубоких недрах нашей планеты плескались расплавленные металлы. В какой-то момент они начали охлаждаться и затвердевать. Это означает, что в самом центре Земли может существовать гигантский растущий кластер кристаллизованного железа. И когда эти кристаллы выстраиваются определенным образом, это, вероятно, позволяет сейсмическим волнам распространяться быстрее в некоторых направлениях. Моделирование дает неожиданное объяснение этому феномену: внутреннее ядро Земли растет неравномерно.
Добраться до внутреннего ядра Земли невозможно. Способов узнать, какое оно, немного. Среди них отслеживание распространения сейсмических волн и компьютерное моделирование. В новой работе исследователи использовали различные компьютерные модели, которые учитывают геодинамику Земли и физику железных минералов при высоком давлении и температуре. Самое простое объяснение, которое они нашли, заключалось в том, что кристаллическое ядро нашей планеты растет быстрее всего на экваторе, в частности на восточной стороне.
«Темпы роста на 40% ниже на полюсах и на 130% выше на экваторе по сравнению со средними мировыми показателями. Темпы роста на экваторе колеблются между Восточным и Западным полушариями от 100% до 160% от среднемировых темпов соответственно», — пишут авторы исследования.
Эта асимметричная скорость роста предполагает, что некоторые части внутреннего ядра Земли теплее, а другие — холоднее, что позволяет кристаллам железа формироваться с разной скоростью на разных участках. Затем гравитация равномерно распределяет этот избыточный рост по ядру, сохраняя в целом сферическую форму и направляя кристаллы к Северному и Южному полюсам.
В конечном итоге, как объясняют исследователи, именно это движение под действием силы тяжести выравнивает кристаллическую решетку внутреннего ядра Земли вдоль оси вращения нашей планеты.
Так было с самого начала. Модель показывает, что этот тип асимметричного роста происходит с тех пор, как внутренняя часть планеты впервые начала охлаждаться и затвердевать, увеличиваясь в радиусе в среднем на 1 мм в год.
Если модель точна и это истинная скорость роста, значит, твердое внутреннее ядро Земли - относительно недавнее явление, проявившееся только между 0,5–1,5 млрд лет назад.
Это сбивает с толку, потому что магнитному полю Земли не менее 3 млрд лет и считается, что это поле образуется, когда тепло от кристаллизации железа во внутреннем ядре приводит к вскипанию расплавленного материала во внешнем ядре.
Если ядро Земли действительно такое молодое, это может означать, что магнитное поле нашей планеты не всегда генерировалось одинаково.
Некоторые ученые предположили, что первоначальное магнитное поле было намного слабее, чем сейчас, и было создано растворенными легкими элементами, скопившимися на внешнем крае внутреннего ядра нашей планеты. Исследователи утверждают: когда эти элементы начали кристаллизоваться, магнитное поле стало сильнее. Сейсмические волны, распространяющиеся по кристаллическому ядру, затем индуцировали электромагнитное поле, которое мы знаем сегодня.
- Подробности
- Категория: Наука
- Опубликовано 14.06.2021 11:19
- Просмотров: 571