Ученые подтверждают, что внутреннее ядро Земли твердое
Новое исследование ученых из Австралийского национального университета (ANU) могло бы помочь нам понять, как была сформирована наша планета. Исследователи уверены, что теперь они имеют прямое доказательство того, что внутреннее ядро Земли твердое.
Они придумали способ обнаружения сдвиговых волн или так называемых «J волн» во внутреннем ядре — тип волны, который может перемещаться только сквозь твердые объекты.
«Мы обнаружили, что внутреннее ядро действительно твердое, но мы также обнаружили, что оно более мягкое, чем считалось ранее», — сказал доцент Хрвое Ткальчич.
«Оказывается — если наши результаты верны, то внутреннее ядро обладает некоторыми эластичными свойствами, которые есть у золота и платины. Внутреннее ядро похоже на временную капсулу, и если мы понимаем это, мы поймем, как была сформирована планета, и как она развивается».
Внутренние волны настолько малы и слабы, что их нельзя наблюдать напрямую. Фактически, их обнаружение считается «Святым Граалем» глобальной сейсмологии, поскольку ученые впервые предсказали, что внутреннее ядро было устойчивым в 1930-х и 40-х годах.
Поэтому исследователям приходилось придумывать творческий подход.
Их так называемый метод корреляционных волновых полей рассматривает сходство между сигналами на двух приемниках после крупного землетрясения, а не прихода прямой волны. Аналогичная методика использовалась той же командой ученых для измерения толщины льда в Антарктиде.
«Мы отбрасываем первые три часа сейсмограммы, и то, на что мы смотрим, составляет от трех до десяти часов записей после большого землетрясения. Мы хотим избавиться от больших сигналов», — сказал Хрвое Ткальчич.
«Используя глобальную сеть станций, мы берем каждую пару приемников и каждое большое землетрясение — это много комбинаций — и мы измеряем сходство между сейсмограммами. Это называется взаимной корреляцией или мерой сходства. Из этих сходств мы строим глобальный коррелогизм — своего рода отпечаток земли».
Исследование показывает, что результаты могут быть использованы для демонстрации существования J-волн и определения скорости сдвиговой волны во внутреннем ядре.
Хотя эта конкретная информация о сдвиговых волнах важна, ученые уверены, что то, что исследование говорит нам о внутреннем ядре, еще более увлекательно.
«Например, мы еще не знаем, какая точная температура внутреннего ядра, каков возраст внутреннего ядра или насколько быстро оно затвердевает, но с этими новыми достижениями в глобальной сейсмологии мы медленно подходим к ответам на эти вопросы».
«Понимание внутреннего ядра Земли имеет прямые последствия для генерации и поддержания геомагнитного поля, и без этого геомагнитного поля на поверхности Земли не будет жизни». Исследование было опубликовано в издании Science.
Hrvoje Tkalčić et al. Shear properties of Earth’s inner core constrained by a detection of J waves in global correlation wavefield, Science (2018). DOI: 10.1126/science.aau7649