Странные различия в разных измерениях поверхности планеты выявили периодические колебания глубоко в сердце Земли. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Изучая мельчайшие изменения продолжительности земного дня и движения земных полюсов, группа ученых под руководством ученых-геологов Ячонг Ана и Хао Дина из Уханьского университета определила, что внутреннее ядро Земли колеблется с периодичностью 8,5 лет.
Это, в свою очередь, выявило наклон между внутренним ядром и мантией всего на 0,17 градуса, что позволяет предположить, что внутреннее ядро Земли более плотное в северо-западном полушарии – странное явление, намеки на которое мы видели в сейсмологических данных.
Это открытие может изменить правила игры в нашем понимании внутреннего устройства нашего мира. Некоторые геодинамические исследования предполагают гораздо больший наклон, около 10 градусов; новое измерение дает нам новый инструмент для интерпретации поверхностных проявлений поведения в ядре планеты.
Недра Земли полны активности, которую мы едва понимаем. Мы знаем, что наша планета многослойная, как сферический слоеный пирог; и что ближе к центру она бурлит и бурлит расплавленными камнями и металлом, которые становятся плотнее и тяжелее, чем глубже вы погружаетесь.
В центре находится ядро — сфера из расплавленного металла; а в центре ядра находится внутреннее ядро — горячий, плотный шар из твердого железа диаметром около 2450 километров, что немного больше размера Плутона.
Внутреннее ядро является сердцем нашей планеты во многих отношениях. По мере того, как он медленно остывает и растет, он выделяет тепло, которое, как полагают, вносит значительный вклад в динамо-машину, вращающуюся во внешнем ядре.
Это вращающаяся, конвективная, проводящая жидкость, которая преобразует механическую энергию в магнитную энергию, генерируя магнитное поле, защищающее нашу планету от радиации, атмосферных выбросов и солнечного ветра.
Поэтому учёных очень интересует ядро, внутреннее ядро и все маленькие причуды и аномалии, которые могут повлиять на нас, маленьких людей, суетящихся на поверхности.
Поскольку мы не можем спуститься туда, чтобы измерить ее напрямую, нам приходится полагаться на косвенные измерения, основанные на том, что мы можем наблюдать на поверхности.
Мы склонны считать период вращения фиксированным: наша планета совершает полный оборот каждые 23 часа, 56 минут и 4,0916 секунды каждый день в году.
Но на самом деле существуют очень небольшие вариации, вызванные изменениями, происходящими внутри планеты. Например, исследование, опубликованное в прошлом году, показало, что ядро Земли меняет направление своего вращения каждые шесть лет или около того, что проявляется в изменении продолжительности дня.
В 2019 году группа учёных под руководством Дина заметила иную периодичность в движении полюсов Земли. Полюса Земли всегда движутся весьма выраженным образом, и для этого есть несколько разных причин, что приводит к довольно странному поведению.
Но в 2019 году Дин и компания. заметили небольшое движение, продолжавшееся примерно 8,7 лет, которое, по их мнению, могло представлять собой колебание во внутреннем ядре Земли.
Ан и Дин продолжили это открытие, ища изменения во вращении Земли, подтверждающие ту же периодичность. И они нашли это. Тщательно измеряя каждый сигнал, они смогли составить карту внутренних основных черт, которые вызывают эти явления.
Они обнаружили, что внутреннее ядро наклонено относительно мантии Земли на 0,17 градуса. Другими словами, оси вращения внутреннего ядра и ось вращения мантии не совсем совмещены. Это приводит к «колебанию», которое, по их расчетам, составляет около 8,5 лет, поскольку две сферы вращаются вокруг несколько разных осей.
Измеренные сигналы также согласуются с более резким, чем ожидалось, изменением плотности на границе между внутренним ядром и внешним ядром. А внутреннее ядро, похоже, имеет неоднородную плотность: одно полушарие плотнее другого.
Эти характеристики могут играть роль в том, как жидкое внешнее ядро перемешивается и вращается и, таким образом, генерирует магнитное поле Земли.
Однако, похоже, в ядре нашей планеты происходит гораздо больше, чем мы в настоящее время представляем. По мере совершенствования наших инструментов и методов все, что мы можем делать, — это продолжать изучать странные эффекты, которые скрытая деятельность оказывает на внешний вид мира.
