Вчені виявили ознаки прихованої структури всередині ядра Землі

Хоча більшість із нас сприймає землю під ногами як належне, на її складних шарах, як на сторінках книги, написана історія Землі. Наша історія. Дослідження показують, що глибоко в минулому Землі є маловідомі розділи в цій історії. Фактично, внутрішнє ядро ​​Землі, здається, має інше, ще більш внутрішнє ядро.

«Традиційно нас вчили, що Земля має чотири основні шари: кору, мантію, зовнішнє ядро ​​та внутрішнє ядро», — пояснила у 2021 році геофізик Австралійського національного університету Джоан Стівенсон.

Наші знання про те, що лежить під земною корою, були отримані здебільшого з того, що оприлюднили вулкани та що прошепотіли сейсмічні хвилі. З цих непрямих спостережень вчені підрахували, що гаряче внутрішнє ядро ​​з температурою понад 5000 градусів Цельсія (9000 Фаренгейтів) становить лише 1 відсоток від загального об’єму Землі. Але кілька років тому Стівенсон і його колеги знайшли докази того, що внутрішнє ядро ​​Землі насправді може мати два різних шари.

«Це дуже захоплююче – і може означати, що нам доведеться переписати підручники!» Стівенсон пояснив тоді.

Команда використовувала пошуковий алгоритм, щоб проглянути й зіставити тисячі моделей внутрішнього ядра з даними спостережень за багато десятиліть про те, скільки часу потрібно сейсмічним хвилям, щоб пройти через Землю, зібрані Міжнародним сейсмологічним центром.

Так що там внизу? Команда вивчила деякі моделі анізотропії внутрішнього ядра – як відмінності в складі його матеріалу змінюють властивості сейсмічних хвиль – і виявила, що деякі більш імовірні, ніж інші.

У той час як деякі моделі припускають, що матеріал внутрішнього ядра створює сейсмічні хвилі швидше, паралельно екватору, інші вказують на те, що суміш матеріалів забезпечує більш швидкі хвилі, більш паралельні осі обертання Землі. Навіть тоді існують суперечки щодо точного ступеня різниці під певними кутами.

Дослідження тут не показало значних варіацій із глибиною у внутрішньому ядрі, але воно виявило зміну повільного напрямку до кута 54 градуси, з більш швидким напрямком хвиль, що проходять паралельно осі.

«Ми знайшли докази, які можуть вказувати на зміну структури заліза, що свідчить про, можливо, дві окремі події охолодження в історії Землі», — сказав Стівенсон.

«Деталі цієї великої події все ще залишаються таємницею, але ми додали ще одну частину головоломки, коли мова йде про наші знання про внутрішнє ядро ​​Землі».

Ці висновки можуть пояснити, чому деякі експериментальні дані не узгоджуються з нашими поточними моделями будови Землі.Наявність самого внутрішнього шару підозрювали раніше, з натяками на те, що кристали заліза, які утворюють внутрішнє ядро, мають різне структурне розташування.

«Ми обмежені розподілом глобальних землетрусів і приймачів, особливо на полярних антиподах», — написала команда у своїй статті, пояснюючи, що відсутність даних знижує точність їхніх висновків.

Але їхні висновки узгоджуються з іншими дослідженнями анізотропії найпотаємнішого внутрішнього ядра.

Майбутні дослідження можуть заповнити деякі з цих прогалин у даних і дозволять вченим підтвердити або спростувати свої висновки, і, сподіваємось, перекласти більше історій, написаних у цьому ранньому шарі історії Землі. Це дослідження було опубліковано в Journal of Geophysical Research.