Ученые из Австралийского национального университета (АНУ) обнаружили область в форме пончика, расположенную в тысячах километров под нашими ногами в жидком ядре Земли, что дало новые подсказки о динамике магнитного поля нашей планеты. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Структура внутри жидкого ядра Земли обнаружена только на низких широтах и расположена параллельно экватору. По словам сейсмологов ANU, она оставалась необнаруженной до сих пор.
Земля имеет два слоя ядра: внутреннее ядро, твердый слой, и внешнее ядро, жидкий слой. Ядро Земли окружает мантия. Недавно обнаруженная область в форме пончика находится в верхней части внешнего ядра Земли, где жидкое ядро встречается с мантией.
Соавтор исследования и геофизик Австралийского национального университета, профессор Хрвое Ткалчич, заявил, что обнаруженные сейсмические волны в недавно обнаруженном регионе медленнее, чем в остальной части жидкого внешнего ядра.
«Этот регион расположен параллельно экваториальной плоскости, ограничен низкими широтами и имеет форму бублика», — сказал он. «Мы не знаем точной толщины бублика, но мы предполагаем, что она достигает нескольких сотен километров под границей ядра и мантии».
Вместо того чтобы использовать традиционные методы наблюдения за сейсмическими волнами и отслеживать сигналы, генерируемые землетрясениями в течение первого часа, ученые ANU проанализировали сходство между формами волн через много часов после возникновения землетрясения, что привело их к уникальному открытию.
«Изучив геометрию траекторий волн и то, как они пересекают объем внешнего ядра, мы реконструировали время их прохождения через Землю, продемонстрировав, что недавно обнаруженный регион имеет низкие скорости сейсмической активности», — сказал профессор Ткалчич. «До сих пор эта своеобразная структура оставалась скрытой, поскольку в ходе предыдущих исследований собирались данные с меньшим объемным охватом внешнего ядра путем наблюдения за волнами, которые обычно ограничивались одним часом после возникновения крупных землетрясений. Нам удалось добиться гораздо лучшего объемного покрытия, поскольку мы изучали отражающиеся волны в течение многих часов после крупных землетрясений».
Соавтор исследования, Сяолун Ма, сказал, что открытие раскрывает некоторые тайны динамики магнитного поля Земли. «Есть еще тайны внешнего ядра Земли, которые еще предстоит разгадать, что требует междисциплинарных усилий сейсмологии, физики минералов, геомагнетизма и геодинамики», - сказал Ма.
Внешнее ядро в основном состоит из жидкого железа и никеля, а интенсивное движение электропроводящей жидкости создает магнитное поле Земли, которое защищает ее и помогает поддерживать всю жизнь, защищая ее от разрушительных солнечных ветров и вредного излучения.
Ученые полагают, что знание состава внешнего ядра Земли, включая легкие химические элементы, имеет основополагающее значение для понимания магнитного поля и прогнозирования того, когда оно может потенциально исчезнуть или ослабнуть.
«Наши выводы интересны, поскольку эта низкая скорость внутри жидкого ядра подразумевает, что в этих регионах имеется высокая концентрация легких химических элементов, которые могут вызывать замедление сейсмических волн. Эти легкие элементы, наряду с разницей температур, помогают перемешивать жидкость во внешнем ядре», — сказал профессор Ткалчич. «Магнитное поле — это основополагающий компонент, необходимый для поддержания жизни на поверхности нашей планеты. Динамика магнитного поля Земли представляет большой интерес для научного сообщества, поэтому наши результаты могут способствовать проведению дополнительных исследований магнитного поля как на Земле, так и на других планетах».
