Группа австралийских геофизиков выявила необычную структуру в жидком ядре Земли, на значительной глубине. Она расположена параллельно экватору и наблюдается исключительно в низких широтах. Это открытие поможет углубить понимание процессов, определяющих динамику магнитного поля Земли.
Ядро Земли состоит из твёрдой внутренней части и внешней, жидкой. Над ними находится мантия, покрытая земной корой. Исследователи из Австралийского национального университета обнаружили ранее не идентифицированную структуру во внешнем ядре, вблизи границы с мантией. Информация об этом опубликована в журнале Science Advances.
Профессор Хрвойе Ткалчич, один из авторов исследования, сообщил, что замедление сейсмических волн позволило выявить новую структуру.
«Она ориентирована параллельно экватору, расположена в нижних широтах и имеет форму, напоминающую пончик. По словам Ткалчича, точная толщина пока неизвестна, однако предполагается, что это «пончик» простирается на несколько сотен километров ниже границы мантии и ядра.
Сейсмическая томография, метод, основанный на измерении скорости распространения сейсмических волн после землетрясений, позволяет изучать внутреннее строение Земли. Очаги землетрясений, используемые в этом методе, могут располагаться на глубине до 700 километров.
Сейсмические толчки вызывают образование волн деформации, которые распространяются по всей планете. Специальные приборы, сейсмографы, фиксируют эти волны на поверхности Земли. Наблюдаемые изменения в скорости сейсмических волн свидетельствуют о наличии неоднородностей внутри земной коры.
Геофизики как правило измеряют скорости сейсмических волн вскоре после возникновения землетрясения. На этот раз фиксация сигналов проводилась в течение более длительного периода.
«Изучая распространение сейсмических волн и их траекторию во внешнем ядре, мы смогли восстановить информацию об их скоростях и выявить область, в которой они испытывают замедление. Ранее этот регион оставался незамеченным, поскольку предыдущие исследования основывались на данных, собранных в недостаточном объеме внешнего ядра, поскольку регистрация проводилась в пределах одного часа после сильного землетрясения. Наше исследование охватило значительно больший объем, так как мы анализировали отраженные волны на протяжении многих часов после крупного землетрясения, — объяснил Ткалчича.
По мнению соавтора исследования Сяолуна Ма, открытие, сделанное австралийскими геофизиками, расширяет представления о том, как меняется магнитное поле Земли.
«Внешнее ядро остается для ученых загадкой, и предстоит еще многое узнать. Для решения этой задачи требуется совместная работа специалистов в области сейсмологии, минералогии, геомагнетизма и геодинамики», — отметил Ма.
Внешнее ядро в основном сформировано из расплавленного железа и никеля. Движение этой проводящей массы генерирует магнитное поле, которое служит защитой для планеты от космического излучения и способствует поддержанию жизни.
Понимание состава внешнего ядра позволит объяснить и изменения в магнитном поле, которое, по мнению исследователей, способно исчезнуть или ослабнуть.
«Замедление скорости сейсмических волн в исследованной нами структуре позволяет предположить наличие в ней легких химических элементов. Различия в составе и температуре способствуют перемешиванию во внешнем ядре, — отметил профессор Ткалчич.
По оценке геофизика, эта новая разработка может оказаться полезной и при исследовании магнитных полей других планет.