Внутреннее твердое металлическое ядро Земли, находящееся на глубине более 5000 километров под нами, не было обнаружено до 1936 года. Спустя почти столетие мы все еще пытаемся ответить на основные вопросы о том, когда и как он впервые образовался.
Это непростые головоломки. Мы не можем напрямую пробовать внутреннее ядро, поэтому ключ к разгадке его тайн лежит в сотрудничестве между сейсмологами, которые косвенно пробуют его с помощью сейсмических волн, геодинамиками, которые создают модели его динамики, и физиками-минералами, изучающими поведение железа и сплавов при высоких давлениях и температурах.
Объединив эти дисциплины, ученые получили важную подсказку о том, что происходит в милях под нашими ногами. В новом исследовании они показывают, как внутреннее ядро Земли с одной стороны растет быстрее, чем с другой, что может помочь объяснить возраст внутреннего ядра и интригующую историю магнитного поля Земли.
Новое исследование раскрыло эту загадку с использованием новых сейсмических наблюдений в сочетании с геодинамическим моделированием и оценками поведения сплавов железа при высоком давлении. Они обнаружили, что восточное внутреннее ядро, расположенное под морем Банда в Индонезии, растет быстрее, чем западная сторона под Бразилией.
Вы можете думать об этом неравномерном росте как о попытке приготовить мороженое в морозильной камере, которая работает только с одной стороны: кристаллы льда образуются только на той стороне мороженого, где охлаждение эффективно. На Земле неравномерный рост вызван тем, что остальная часть планеты высасывает тепло из одних частей внутреннего ядра быстрее, чем из других.
Но в отличие от мороженого, твердое внутреннее ядро подвергается действию гравитационных сил, которые равномерно распределяют новый рост в процессе ползучего внутреннего потока, который поддерживает сферическую форму внутреннего ядра. Это означает, что Земле нет опасности опрокидывания, хотя этот неравномерный рост действительно фиксируется в скоростях сейсмических волн во внутреннем ядре нашей планеты.
В исследовании сообщается, что младший конец этого возрастного диапазона является лучшим соответствием, хотя более старый конец соответствует оценке, сделанной путем измерения изменений силы магнитного поля Земли. Какое бы число ни оказалось верным, ясно, что внутреннее ядро - относительно молодое, где-то между девятым и третьим возрастом самой Земли.
Эта новая работа представляет собой новую мощную модель внутреннего ядра. Однако, чтобы это было верным, необходимо, чтобы ряд физических предположений, сделанных авторами, был верным. Например, модель работает только в том случае, если внутреннее ядро состоит из одной определенной кристаллической фазы железа, относительно которой есть некоторая неопределенность.
Источник — aobe.