Анализ сейсмических волн, вызванных природными землетрясениями, позволил американским ученым установить, что внутреннее ядро Земли значительно менее однородно, чем считалось ранее.
Наша планета под слоем мантии имеет ядро, изучать эту структуру затруднительно, поскольку она состоит из жидкой части (ее внешний радиус составляет 2200 километров и она простирается примерно на 4200 километров ниже поверхности) и твердой — с радиусом около 1300 километров внутреннее ядро Земли довольно непросто: это твердое образование, размером чуть уступающее Луне, занимает меньше одного процента от общего объема планеты, и ученые могут лишь строить догадки, как оно формировалось, росло и изменялось со временем. Поскольку образцы вещества ядра недоступны, геологи могут судить о нем только по косвенным геофизическим или геохимическим данным, в том числе «полагаясь» на сейсмические волны, сейсмические волны, распространяющиеся через внутреннюю структуру Земли во время землетрясений.
Для изучения структуры недр Земли на значительной глубине, ученые из США, Китая, Франции и Швейцарии использовали уникальный набор данных – международную систему мониторинга, изначально предназначенную для выявления ядерных испытаний в целях соблюдения Договор о полном запрещении ядерных испытаний , договор был заключен в 1996 году. Эта система, включающая в себя сеть из двух десятков групп сейсмометров, расположенных по всему миру, предоставила ученым ценные данные, применимые в самых разных научных дисциплинах, таких как геология, биология и метеорология.
Внутреннее строение Земли включает ядро, которое преимущественно состоит из железа и никеля, а также содержит небольшое количество других элементов. Оно разделено на два слоя: внешнюю, жидкую, и внутреннюю, твердую части. Изначально считалось, что состав ядра относительно однороден, подобно обычному металлическому шару. Однако, исследование сейсмических волн, полученных от 2455 землетрясений магнитудой более 5,7, выявило неоднородность структуры ядра и наличие в нем жидких включений наряду с твердым металлом.
По мнению исследователей, скорость образования ядра могла стать причиной появления данных включений, поскольку с увеличением глубины к центру Земли неоднородность ядра возрастает. Предполагается, что формирование ядра происходило изначально стремительно, однако затем замедлилось. Как следствие, внешние слои ядра, имеющие толщину приблизительно 500–800 километров, обладают твердой и плотной структурой, в то время как внутренние слои, по сути, остаются полужидкими.
Таким образом, данные исследования, опубликованного в журнале Nature, современные исследования указывают на то, что внутреннее ядро Земли представляет собой не просто однородный шар из раскаленного металла, а сложную структуру, которую можно назвать «планетой в планете», имеющую уникальные характеристики. Для детального изучения свойств ядра необходимо ученым, поскольку это позволит точнее определить механизмы, лежащие в основе геологических процессов, которые, в свою очередь, оказывают влияние на распределение полезных ископаемых и вулканическую активность.