Австралийские геофизики обнаружили глубоко в недрах, в пределах жидкого ядра Земли, необычную структуру. Она залегает параллельно экватору и видна только в низких широтах. Открытие позволит лучше понять динамику магнитного поля планеты.
Ядро Земли делят на твердую внутреннюю часть и внешнюю — жидкую. Сверху располагается мантия, покрытая земной корой. Ученые из Австралийского национального университета нашли во внешнем ядре, ближе к границе с мантией, ранее неизвестную структуру. Информация об этом опубликована в Science Advances.
По словам соавтора исследования, профессора Хрвойе Ткалчича, новую структуру обнаружили по замедлению сейсмических волн.
«Она расположена параллельно плоскости экватора, приурочена к нижним широтам и имеет форму пончика. Мы не знает точно толщину, но предполагаем, что «пончик» простирается на первые сотни километров ниже границы мантии и ядра», — уточнил Ткалчич.
Director of the Warramunga Seismic & Infrasound Facility within the Research School of Earth Sciences at The Australian National University (image: Jamie Kidston/ANU).
Исследовать внутреннее строение Земли помогает сейсмическая томография — измерение скоростей сейсмических волн после ударных событий, чаще всего землетрясений, очаги которых могут достигать 700 километров глубины.
Подземные толчки порождают волны деформации, пронизывающие всю планету. Их регистрируют установленные на поверхности Земли сейсмографы. Изменения скоростей сейсмических волн указывают на неоднородности в толще.
Обычно геофизики регистрируют скорости сейсмических волн в первые часы после начала землетрясения. В этот раз сигналы записывали гораздо дольше.
«Исследуя геометрию сейсмических волн, их траекторию во внешнем ядре, мы реконструировали их скорости и увидели регион, где они замедляются. До сих пор его не находили, потому что в исследованиях собирали данные, не покрывающие достаточного объема внешнего ядра из-за того, что их регистрация шла в пределах одного часа после крупного землетрясения. Мы же охватили больший объем, потому что изучали отраженные волны в течение многих часов после крупного землетрясения», — пояснил Ткалчича.
Открытие австралийских геофизиков дает новое знание о динамике магнитного поля Земли, считает соавтор работы Сяолун Ма.
«Для ученых внешнее ядро все еще загадочное, многое предстоит выяснить. Для этого необходимо объединить усилия сейсмологии, физики минералов, геомагнетизма и геодинамики», — подчеркнул Ма.
Внешнее ядро состоит преимущественно из расплавленных железа и никеля. Энергичные движения электропроводящей массы создают магнитное поле, которое защищает планету от воздействия космического излучения, помогает поддерживать жизнь.
Знания о составе внешнего ядра помогут понять и поведение магнитного поля, которое, как предполагают ученые, может исчезнуть или ослабнуть.
«Исходя из того, что скорость сейсмических волн в открытой нами структуре замедляется, можно предположить, что она обогащена легкими химическими элементами. Разница состава и температур усиливает перемешивание во внешнем ядре», — добавил профессор Ткалчич.
Новая работа, по мнению геофизика, будет полезна и при изучении магнитных полей других планет.