В ядре Земли обнаружен неожиданный объект: почему ядро твердое, хотя должно быть жидким

Под корой Земли, по которой мы все перемещаемся, находится мантия, а под ней скрывается ядро нашей планеты. Оно состоит из двух частей: жидкого внешнего ядра, слоя толщиной более 2000 км, и твердого внутреннего ядра, сферы диаметром примерно 2400 км, что сравнимо с размером Луны. Эта металлическая сфера несмотря на температуру в 6000 градусов все же не расплавилась, но представляет собой сложную структуру, которая таит в себе много тайн. Недавние исследования показывают, что внутреннее ядро ​​Земли не просто твердое, но имеет слои с четко выраженным самым внутренним ядром, пишет Discover Magazine.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Откуда ученые знают, что внутреннее ядро ​​Земли твердое?

Внутреннее ядро ​​Земли состоит в основном из железа и никеля. Оно сформировалось миллиарды лет назад, когда недра нашей планеты начали остывать и затвердевать после ее формирования. Сейчас внутреннее ядро играет важную роль в создании глобального магнитного поля Земли, которое защищает жизнь от солнечного и космического излучения.

Впервые то, что ядро Земли является твердым обнаружила датский сейсмолог Инге Леманн, которая в 1936 году проанализировала поведение сейсмических волн после сильного землетрясения недалеко от Новой Зеландии. Она заметила едва заметные отражения волн, которые свидетельствовали о том, что внутреннее ядро представляет собой твердую сферу, находящуюся внутри жидкого внешнего ядра. Но лишь недавно ученые получили прямые доказательства прохождения сдвиговых волн через это твердое внутреннее ядро, что позволило лучше понять его истинную структуру.

• Сдвиговые волны, также известные как S-волны или поперечные волны, это тип сейсмических волн, которые перемещаются через твердые среды, колеблясь перпендикулярно направлению распространения волны. Сдвиговые волны распространяются только через твердые тела, а их скорость и поведение зависят от жесткости и плотности материала.

Измеряя эти волны, ученые смогли точнее оценить жесткость и состав внутреннего ядра. Исследование ученых из Австралийского национального университета не только подтвердило то, что внутренне ядро является твердым, но и помогло лучше понять его формирование и эволюцию с течением времени.

Почему внутренне ядро не жидкое, несмотря на высокую температуру?

Температура внутреннего ядра Земли оценивается в 6000 градусов Цельсия, что сравнимо с температурой на поверхности Солнца. Но при это твердая сфера из железа и никеля остается твердой.

Ядро остается горячим из-за тепла, которое осталось после образования планеты и поддерживается радиоактивным распадом и давлением вышележащих слоев. Несмотря на экстремальную температуру, высокое давление не дает внутреннему ядру плавиться, сохраняя его твердым.

Тем временем, жидкое внешнее ядро, которое немного холоднее, бурлит конвективными движениями благодаря экстремальному теплообмену на границе с внутренним ядром. Это конвективное движение в жидком внешнем ядре создает геодинамо Земли – механизм, поддерживающий защитное магнитное поле нашей планеты.

Хотя внутреннее ядро ​​твердое, оно не зафиксировано на месте. Оно может вращаться с несколько иной скоростью, чем остальная часть Земли, и со временем может деформироваться под давлением.

Неожиданное открытие в ядре Земли

Информация, полученная путем измерения сдвиговых волн, показала нечто неожиданное: внутреннее ядро ​​может состоять из нескольких слоев, включая то, что ученые называют самым внутренним ядром. Сейсмические данные указывают на наличие центральной области радиусом примерно от 300 до 600 км. Это может говорить том, что внутренне ядро затвердевало в различных фазах.

Ученые говорят, что это открытие ставит под сомнение идею однородного твердого внутреннего ядра. При этом предполагается, что это не просто статичное твердое тело, а область со сложной, возможно, подвижной внутренней динамикой.

Как уже писал Фокус, Марс был почти таким же, как Земля. Новое открытие бросает вызов теориям. Ученые обнаружили на Марсе древние речные системы, которые указывают на то, что Красная планета была более влажной, чем предполагалось.