Щось дивне коїться всередині ядра Землі: у "серці" планети знайдено те, чого не очікували

Довгий час рухи всередині розплавленого ядра Землі залишалися загадкою для вчених. На щастя, згода між математичною та фізичною моделлю привела двох фізиків до ідеї про те, що вони близькі до розгадки. Оскільки рухи всередині ядра планети є рушійною силою магнітного поля Землі, їхнє розуміння є надзвичайно важливим, пише IFLScience.

Магнітне поле Землі вважається надзвичайно важливим для життя — подібні поля також є однією з основних речей, які вчені намагаються виявити в пошуках придатних для життя планет. Однак ми все ще не до кінця розуміємо їх.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Більшість фізиків не вважають наявні пояснення того, чому магнітні полюси планети часом зміщуються або перевертаються, задовільними. Утім, попри те, що суперечки тривають, учені намагаються знайти відповідь.

Магнітне поле приводиться в рух рухами всередині ядра планети, а тому вчені зосередилися на тому, щоб зрозуміти ці потоки. Водночас самі потоки також перебувають під впливом магнітного поля, яке вони створюють, а також обертання Землі та внутрішньої структури. Усе це значною мірою ускладнює здатність учених зрозуміти, що відбувається.

Кроком вперед у цьому питанні стала концепція циліндра, але навіть її виявилося недостатньо для точного моделювання рухів. Тепер професори Альбан Потерат і доктора Келік Ожог з Університету Ковентрі вважають, що знайшли вихід. На їхню думку, визнання раніше випущеної з уваги особливості дотичних циліндрів може стати тим кроком, який необхідний науці. І нова фізична модель шарів Землі, схоже, підтверджує їхню ідею.

Дотичний циліндр — уявна структура, що проходить паралельно осі, навколо якої обертається наша планета, і торкається точок, де тверде внутрішнє і рідке зовнішнє ядро зустрічаються на екваторі. Таким чином він розділяє полярну й екваторіальну частини зовнішнього ядра, формуючи потоки матеріалів усередині кожної з них.

Зазначимо, що моделі дотичного циліндра Землі та інших планет були засновані на обмеженні Тейлора-Прудмана, яке стверджує, що в ядрі, яке обертається, потоки відбуваються перпендикулярно до осі обертання, утворюючи низку концентричних циліндрів. Таким чином конвекція відбувається в полярній частині рідкого ядра і в його екваторіальній частині, але не перетинає їх.

У своїй роботі Потерат і Ожог встановили й експериментально підтвердили, що магнітні поля, вирівняні з обертанням, викликають потоки в дотичних циліндрах. Також учені з'ясували, що вони пов'язані з потоками вздовж циліндра магнітними полями.

Автори дослідження використовували математичну модель для відтворення взаємодії між силами Лоренца та Коріоліса. Далі вони використали експеримент "маленька Земля" для перевірки своїх висновків — висновки експерименту збіглися з очікуваннями авторів.

Раніше Фокус писав про те, що нам доведеться переписати підручники: всередині ядра Землі виявлено ознаки прихованої структури.