Ядро Земли может содержать как мягкое, так и твердое железо — ученые
Внутреннее ядро Земли наравне с твердым веществом наделено также жидкими и мягкими структурами, расположенными на протяжении 250 км в его верхней части, считают ученые в исследовании, опубликованном 20 сентября в журнале Physics of the Earth and Planetary Interiors.
В своей работе ученые из Гавайского института геофизики и планетологии SOEST и Японского агентства по морским наукам и технологиям Земли полагались на единственные доступные средства для исследования глубин Земли — сейсмические волны от землетрясений.
«Освещенная землетрясениями в коре и верхней мантии и наблюдаемая сейсмическими обсерваториями на поверхности Земли, сейсмология предлагает единственный прямой способ исследовать внутреннее ядро и его процессы», — сказал геофизик Ретт Батлер.
Когда сейсмические волны проходят через различные слои Земли, их скорость меняется, и они могут отражаться или преломляться в зависимости от минералов, температуры и плотности этого слоя.
Чтобы определить особенности внутреннего ядра, ученые использовали данные сейсмометров, расположенных прямо напротив места, где произошло землетрясение. Используя японский суперкомпьютер Earth Simulator, они оценили пять пар, чтобы широко охватить регион внутреннего ядра: Тонга — Алжир, Индонезия — Бразилия и три между Чили и Китаем.
«В отличие от однородных, мягких сплавов железа, рассматриваемых во всех моделях внутреннего ядра Земли с 1970-х годов, наши модели предполагают, что в верхних 150 милях внутреннего ядра есть смежные области твердых, мягких и жидких или мягких сплавов железа, — сказал Батлер. — Это накладывает новые ограничения на состав, тепловую историю и эволюцию Земли».
Изучение внутреннего ядра и открытие его неоднородной структуры дают важную новую информацию о динамике на границе между внутренним и внешним ядром, которая влияет на формирование магнитного поля Земли.
«Знание этого граничного условия из сейсмологии может позволить улучшить прогнозные модели геомагнитного поля, которое защищает и защищает жизнь на нашей планете», — отметил Батлер.
Исследователи планируют более детально смоделировать структуру внутреннего ядра с помощью симулятора Земли и сравнить, как эта структура соотносится с различными характеристиками геомагнитного поля Земли.
