Поверхность внутреннего ядра Земли может меняться, как показало новое исследование ученых из Южно-Калифорнийского университета (USC), которые обнаружили структурные изменения вблизи центра планеты.
Изменения внутреннего ядра долгое время были темой для дискуссий ученых. Однако большинство исследований было сосредоточено на оценке вращения. Джон Видейл, главный автор исследования, сказал, что научная группа «не ставили перед собой задачу определить физическую природу внутреннего ядра».
«То, что мы в итоге обнаружили, является доказательством того, что близлежащая поверхность внутреннего ядра Земли претерпевает структурные изменения», — сказал он. Открытие проливает свет на роль топографической активности в изменениях вращения внутреннего ядра — включая изменения, которые в кратчайшие сроки изменили продолжительность дня — и может также быть связано с продолжающимся замедлением внутреннего ядра.
Расположенное на глубине около 5000 км под поверхностью Земли, внутреннее ядро удерживается внутри расплавленного жидкого внешнего ядра. До сих пор внутреннее ядро широко рассматривалось как твердая сфера.
Первоначальной целью ученых из USC было дальнейшее картирование замедления внутреннего ядра. «Но когда я анализировал сейсмограммы за несколько десятилетий, один набор данных сейсмических волн странно выделялся среди остальных», — сказал Джон Видейл. «Позже я понял, что смотрю на доказательства того, что внутреннее ядро не является твердым».
В исследовании использовались данные о форме сейсмических волн 121 повторяющегося землетрясения из 42 мест вблизи Южных Сандвичевых островов в Антарктиде, которые произошли в период с 1991 по 2024 год. Когда исследователи анализировали формы волн со станций приемников, расположенных недалеко от Фэрбанкса (Аляска) и Йеллоунайфа (Канада), один из наборов данных сейсмических волн с последней станции включал нехарактерные свойства, которые научная группа никогда раньше не видела.
Только когда его исследовательская группа улучшила технику разрешения, стало ясно, что сейсмические формы волн представляют собой дополнительную физическую активность внутреннего ядра.
Физическая активность лучше всего объясняется временными изменениями формы внутреннего ядра. Новое исследование показывает, что близлежащая поверхность внутреннего ядра может подвергаться вязкой деформации, изменяя свою форму и смещаясь на границе внутреннего ядра.
Наиболее вероятной причиной структурных изменений является взаимодействие между внутренним и внешним ядром. «Расплавленное внешнее ядро, как широко известно, является турбулентным, но его турбулентность не была замечена, чтобы нарушить его соседа, внутреннее ядро, в человеческом масштабе времени», — сказал Джон Видейл. «То, что мы наблюдаем в этом исследовании впервые, вероятно, является внешним ядром, нарушающим внутреннее ядро».
Исследование открывает дверь к раскрытию ранее неизвестной динамики глубоко внутри ядра Земли и может привести к лучшему пониманию теплового и магнитного поля Земли. Статья была опубликована в журнале Nature Geoscience.