Железный снег идет внутри Земли

Команда геологов из Китая и США нашла доказательства того, что снег может падать на горячее ядро планеты Земля. Конечно, это не наш обычный снег — исследователи говорят, что подземные снежинки должны состоять из сплавов железа, мягко оседая на твердое внутреннее ядро, проходя через более жидкое внешнее ядро.

Модели внутреннего строения Земли говорят нам, что наша планета — это своего рода слоеный пирог из различных материалов. Мы ходим по тонкой каменистой коре, которая «плавает» поверх текучей, но в основном твердой мантии. Ниже этого лежит внешнее ядро, чрезвычайно горячая масса расплавленного железа, которая окружает твердое железное внутреннее ядро.

Чтобы изучить внутреннее строение Земли, ученые записывают и анализируют, как сейсмические волны распространяются через различные материалы. Если волны ускоряются или замедляются в определенных точках, это может выявить вязкость различных слоев и намекнуть на то, из чего они могут состоять.

Новая работа выявила некоторые сюрпризы, которые не соответствуют нашим нынешним моделям. Например, сейсмические волны, по-видимому, движутся медленнее, чем ожидалось, через внутреннюю часть внешнего ядра и быстрее, чем ожидалось, через верхнюю часть внутреннего ядра, особенно в восточном полушарии.

Исследователи выдвинули теорию, которая объясняет эти аномалии: «железный снег.» Согласно экспериментам, проведенным с использованием материалов, подобных тем, что находятся в ядре, расплавленное железо в нижней части внешнего ядра может кристаллизоваться, а затем медленно опускаться и оседать на более твердое внутреннее ядро.

Это «снежное вещество» будет иметь подобную суспензии текстуру, которая будет замедлять сейсмические волны. И поскольку это не будет однородный слой, он может быть тоньше в восточном полушарии и толще в западном, что объясняет различные скорости между этими областями. Ученые говорят, что этот процесс может также объяснить, почему внутреннее ядро растет.

Если в ядре планеты идет снег, это может повлиять на многие земные процессы, в том числе на то, как тепло и камни движутся по разным участкам, и как генерируется магнитное поле.

«Граница внутреннего ядра не является простой и гладкой поверхностью, которая может влиять на теплопроводность и конвекцию ядра», — говорит Юджун Чжан, ведущий автор исследования.

Новое исследование было опубликовано в журнале JGR Solid Earth.