Поток жидкого железа в ядре Земли изменил направление своего движения

Группа ученых под руководством Фредерика Даль Мадсена из Эдинбургской школы геонаук обнаружила, что поток расплавленного железа во внешнем ядре Земли под Тихим океаном неожиданно изменил направление с западного на восточное в 2010 году. Исследование, основанное на данных спутников Европейского космического агентства (Swarm и CryoSat), а также немецких миссий CHAMP и Orsted, было опубликовано в журнале Journal of Studies of Earth’s Deep Interior.

Глубоко под поверхностью нашей планеты, на расстоянии около 2200 километров от нас, происходит нечто, что меняет устоявшиеся представления геофизиков. Жидкое железо, циркулирующее во внешнем ядре Земли, традиционно считалось движущимся преимущественно в западном направлении. Именно эта закономерность, выведенная из многолетних измерений магнитного поля, долгое время служила основой для понимания геодинамо — процесса, порождающего защитную магнитосферу Земли.

Однако в 2010 году под экваториальной областью Тихого океана характер течения внезапно и без видимых причин изменился: слабый западный поток сменился активным и мощным движением на восток. Это событие поставило под сомнение гипотезу о стабильной и предсказуемой динамике в центре планеты.

Раскрыть природу этой аномалии помогли спутниковые данные, собранные за почти три десятилетия — с 1997 по 2025 год. Ключевую роль сыграла миссия Swarm, запущенная в 2013 году. Ее три аппарата, оснащенные сверхчувствительными магнитометрами, способны различать магнитные сигналы, исходящие из разных оболочек Земли: от коры и океанов до ионосферы и самого ядра.

Благодаря долгосрочному и непрерывному глобальному мониторингу, ученые смогли реконструировать изменяющиеся модели потоков на границе ядра и мантии и обнаружить резкие повороты, связанные с тихоокеанской инверсией. Хотя сам всплеск восточного движения произошел за три года до запуска Swarm, последующие высокоточные измерения миссии позволили проследить эволюцию этого явления и зафиксировать его возможное затухание после 2020 года.

Причины столь драматической смены направления пока остаются загадкой. Авторы исследования предполагают, что этот феномен может оказаться кратковременным колебанием, частью долгого природного цикла или даже началом нового устойчивого состояния циркуляции во внешнем ядре.

Примечательно, что усиление восточного течения под Тихим океаном совпало по времени с изменениями в поведении твердого внутреннего ядра, о которых ранее стало известно из геодезических и сейсмологических данных. Это наводит на мысль о возможной динамической связи между самыми глубокими слоями планеты, включая критически важную границу ядра и мантии. Руководители миссии Swarm подчеркивают, что без спутниковых технологий многие из этих волнообразных ускорений и быстро меняющихся структур потока остались бы скрытыми в шумных наземных наблюдениях.

В конечном итоге это исследование не только демонстрирует, что внешнее ядро Земли может быть гораздо более изменчивым и сложным, чем считалось ранее, но и подчеркивает незаменимую роль космических аппаратов в изучении глубинных процессов.

Понимание турбулентной динамики жидкого железа имеет прямое практическое значение: именно оно генерирует геомагнитное поле, защищающее нашу атмосферу, спутники и наземную инфраструктуру от агрессивного солнечного излучения. Отслеживая такие аномалии, как смена течения под Тихим океаном, ученые смогут совершенствовать модели эволюции магнитного поля Земли, что в будущем повлияет на точность навигационных систем и прогнозов космической погоды.

Результат исследования: ученые выяснили, что в 2010 году под Тихим океаном поток жидкого железа во внешнем ядре Земли резко сменил направление с западного на восточное, что опровергает представления о его стабильной циркуляции. Анализ спутниковых данных за 28 лет показал, что это событие может быть связано с динамикой внутреннего ядра и, вероятно, представляет собой временную осцилляцию, а не постоянное изменение, поскольку после 2020 года восточное течение начало ослабевать.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях