Что-то странное творится внутри ядра Земли: в "сердце" планеты найдено то, чего не ожидали

Долгое время движения внутри расплавленного ядра Земли оставались загадкой для ученых. К счастью, согласие между математической и физической моделью привело двух физиков к идее о том, что они близки к разгадке. Поскольку движения внутри ядра планеты являются движущей силой магнитного поля Земли, их понимание является чрезвычайно важным, пишет IFLScience.

Магнитное поде Земли считается чрезвычайно важным для жизни — подобные поля также являются одной из основных вещей, которые ученые пытаются обнаружить в поисках пригодных для жизни планет. Однако мы все еще не до конца понимаем их.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Большинство физиков не считают существующие объяснения того, почему магнитные полюса планеты порой смещаются или переворачиваются, удовлетворительными. Впрочем, несмотря на то, что споры продолжаются, ученые пытаются найти ответ.

Магнитное поле приводится в движение движениями внутри ядра планеты, а потому ученые сосредоточились на том, чтобы понять эти потоки. В то же время сами потоки также находятся под влиянием магнитного поля, которое они создают, а также вращения Земли и внутренней структуры. Все это в значительной степени усложняет способность ученых понять, что происходит.

Шагом вперед в этом вопросе стала концепция цилиндра, но даже ее оказалось недостаточно для точного моделирования движений. Теперь профессора Альбан Потерат и доктора Келик Ожог из Университета Ковентри считают, что нашли выход. По их мнению, признание ранее упущенной из виду особенности касательных цилиндров может стать тем шагом, который необходим науке. И новая физическая модель слоев Земли, похоже, подтверждает их идею.

Касательный цилиндр — воображаемая структура, проходящая параллельно оси, вокруг которой вращается наша планета, и касается точек, где твердое внутреннее и жидкое внешнее ядро встречаются на экваторе. Таким образом он разделяет полярную и экваториальную части внешнего ядра, формируя потоки материалов внутри каждой из них.

Отметим, что модели касательного цилиндра Земли и других планет были основаны на ограничении Тейлора-Прудмана, утверждающем, что во вращающемся ядре потоки происходят перпендикулярно оси вращения, образуя ряд концентрических цилиндров. Таким образом конвекция происходит в полярной части жидкого ядра и в его экваториальной части, но не пересекает их.

В своей работе Потерат и Ожог установили и экспериментально подтвердили, что магнитные поля, выровненные с вращением, вызывают потоки в касательных цилиндрах. Также ученые выяснили, что они связаны с потоками вдоль цилиндра магнитными полями.

Авторы исследования использовали математическую модель для воспроизведения взаимодействия между силами Лоренца и Кориолиса. Далее они использовали эксперимент "маленькая Земля" для проверки своих выводов — выводы эксперимента совпали с ожиданиями авторов.