Сейсмологи, возможно, определили самый глубокий слой ядра Земли

На уроках естествознания в средней школе в учебниках часто встречается узнаваемое изображение Земли и всех ее слоев - в настоящее время это кора, внешняя и внутренняя мантия, внешнее и внутреннее ядро. Но новое исследование, опубликованное 21 февраля в журнале Nature Communications, может оставить все эти графики немного устаревшими. Сейсмологи из Австралийского национального университета проанализировали реверберирующие волны от мощных землетрясений и обнаружили то, что, по их мнению, является доказательством существования отдельного внутреннего ядра.

Каждый внутренний отдел Земли играет свою уникальную роль в нашей жизни. Мы существуем поверх тонкого внешнего слоя, называемого корой. Хотя в прошлом предпринимались попытки прокопать достаточно глубоко, чтобы проникнуть в мантию, пока никому это не удалось. Мантия, как внешняя, так и внутренняя, состоит из жидкой породы, и конвекционные течения, присутствующие в ней, ответственны за толчки и столкновения тектонических плит земной коры. Наконец, есть ядро. Жидкий внешний слой ядра отвечает за создание магнитного поля Земли, которое стабилизируется твердой внутренней частью.

Мы не можем легко изучить внутреннее строение Земли, поэтому геологи исследуют мантию, изучая образцы породы из вулканических извержений, которые могли прийти из этого далекого подземного пространства. Кроме того, они изучают сейсмические волны, возникающие при землетрясениях. Когда землетрясение начинается в эпицентре глубоко под землей, движение создает волны, которые сотрясают поверхность. Эти волны могут быть измерены сейсмометрами по всему миру, и, измеряя скорость движения сейсмических волн, сейсмологи могут выяснить удивительно много о том, как выглядит центр Земли.

То есть, когда цифры имеют смысл. В течение некоторого времени сейсмологи заметили, что когда они измеряют волны землетрясения, проходящие через самый центр внутреннего ядра, их модели оказываются менее точными. Все волны, сейсмические или иные, проходят с разной скоростью через различные материалы, но явление, называемое анизотропией, означает, что волны могут также проходить с разной скоростью в разных направлениях. В 2002 году исследователи предложили существование самого внутреннего ядра как способ объяснить анизотропные эффекты, которые они обнаружили при изучении некоторых мощных землетрясений.

Теперь все больше исследований подтверждают эту теорию. Поскольку в последние годы увеличилось количество сейсморегистрирующих станций, стало легче точно определять скорость и направление движения волны. Сейсмологи из ANU изучили землетрясения магнитудой выше 6,0 за последнее десятилетие, чтобы определить точный путь сейсмических волн. Благодаря увеличению количества оборудования ученые смогли проследить, как волны обходят Землю до пяти раз. И действительно, их выводы подтвердили, что когда волны проходили через центр Земли, их путь изменялся, как будто существовало внутреннее ядро. Исследователи считают, что разделение происходит из-за иного кристаллического расположения атомов железа и никеля, составляющих ядро.

Некоторые сейсмологи не до конца убеждены в результатах исследования, поскольку до сих пор не ясно, что это жесткая граница, а не постепенный переход. Но открытие нового слоя Земли случается не часто, и если внутреннее ядро продолжит получать доказательства, то, как утверждают авторы, это может дать геологам большее представление о геологической структуре самых ранних дней существования планеты.