Ми звикли думати про Землю як про багатошаровий «пиріг», але нові дослідження натякають: всередині внутрішнього ядра може існувати додатковий, ще глибинніший шар — внутрішня серцевина ядра. Команда геофізиків на чолі з Джоанн Стівенсон з Австралійського національного університету проаналізувала десятиліття даних про проходження сейсмічних хвиль і виявила ознаки додаткової структурної межі в самому серці планети.
Це дослідження було опубліковано в Journal of Geophysical Research.
Що ми знали раніше
Класична модель виділяє чотири шари: земна кора, мантія, зовнішнє рідке ядро та тверде внутрішнє ядро. Внутрішнє ядро надзвичайно гаряче (понад 5000 °C) і займає близько 1% об’єму планети, але його властивості ми пізнаємо лише опосередковано — з вивержень вулканів та поведінки сейсмічних хвиль під час землетрусів.
Що знайшли зараз
Дослідники прогнали тисячі моделей через алгоритм пошуку відповідностей і зіставили їх із часовими затримками проходження хвиль крізь Землю. Виявилося, що в найглибшій частині внутрішнього ядра анізотропія (те, як швидкість сейсмічних хвиль залежить від напрямку) відрізняється: найшвидший напрям паралельний осі обертання Землі, а повільний зміщений приблизно на 54°. Це натякає на інший порядок кристалів заліза і, ймовірно, на два окремі етапи охолодження в історії ядра.
Чому це важливо
- Може знадобитися перегляд підручників: структура внутрішнього ядра не є однорідною.
- Пояснює, чому частина лабораторних експериментів і попередніх сейсмоспостережень не вкладалася у старі моделі.
- Допомагає краще зрозуміти геодинамо — процес, що створює магнітне поле, від якого залежить наша навігація й захист від сонячного вітру.
Як це довели
- Зібрали глобальні записи землетрусів за багато років (мережа станцій по всьому світу).
- Порівняли, як і з якою швидкістю хвилі проходять крізь різні напрямки та глибини.
- Найкраще погодження моделі з даними з’являється тоді, коли у внутрішньому ядрі виділяють окремий найвнутрішній шар із іншою орієнтацією кристалів.
Обмеження та що далі
Дані з полярних антиподів (діаметрально протилежних точок поблизу полюсів) поки що рідкісні, тому вченим бракує «ідеальних» променів крізь центр Землі. Майбутні масиви датчиків і нові землетруси (так, звучить іронічно) допоможуть перевірити гіпотезу та уточнити межу між внутрішнім і найвнутрішнім ядром.
Ключові факти одним поглядом
- Внутрішнє ядро може мати ще один, найглибший шар.
- Спостерігається зміна анізотропії: швидші хвилі — вздовж осі Землі, повільніший напрям — близько 54°.
- Ймовірний слід двох етапів охолодження та переструктурування заліза.
- Результати узгоджуються з низкою попередніх натяків на різну орієнтацію кристалів у серцевині планети.