Уже более двух десятилетий движение внутреннего ядра Земли является предметом споров в научном сообществе. Различные исследования, некоторые из которых начались еще в 1960-х годах, подтвердили, что вращение ядра не является постоянным и что на скорость движения влияют магнитные поля, создаваемые верхними слоями. Недавнее исследование ученых из Калифорнийского университета подтверждает, что скорость вращения внутреннего ядра Земли замедляется — по сравнению с поверхностью планеты.
«Когда я впервые увидел сейсмограммы, намекающие на эти изменения, я был обескуражен«, — говорит Джон Видейл, профессор Дорнсайфского колледжа литературы, искусств и наук при Калифорнийском университете. «Но когда мы увидели еще два десятка наблюдений, указывающих на ту же закономерность, вывод был неизбежен. Внутреннее ядро замедлилось впервые за многие десятилетия. Другие ученые недавно приводили аргументы в пользу схожих или иных моделей, но наше последнее исследование дает наиболее убедительное заключение«, — добавил он.
Внутреннее ядро Земли состоит в основном из железа и никеля. Оно размером с Луну (диаметр около 2 400 км) окружено жидким внешним ядром диаметром 7 000 км. Поскольку внутреннее ядро «плавает» в этой жидкой оболочке, оно может свободно двигаться. Точный механизм его вращения является предметом споров на протяжении многих лет.
Чтобы создать визуализацию движения внутреннего ядра, ученым приходится полагаться на сейсмические волны (землетрясения). Именно это и сделали Сяодун Сонг и И Ян из Пекинского университета. Ученые проанализировали данные о сейсмических волнах за последние 60 лет и пришли к выводу, что вращение ядра недавно замедлилось, чтобы сравняться с вращением поверхности (около 2009 года), а в 2010 году снова замедлилось и начало двигаться в обратном направлении. Собранные ими данные также позволяют предположить, что цикл изменения вращения ядра Земли составляет от 60 до 70 лет, включая изменения направления вращения каждые 30 или 35 лет.
В отличие от других исследований, Видале и Вэй Ванг (из Китайской академии наук) основывали свои изыскания на анализе форм повторяющихся сейсмических волн. Повторяющиеся землетрясения — это низкоамплитудные сейсмические события, которые происходят в одном и том же месте, создавая практически идентичные сейсмограммы.
В новом исследовании ученые собрали и проанализировали сейсмические данные, полученные в районе Южных Сандвичевых островов в результате 121 повторного землетрясения, произошедшего в период с 1991 по 2023 год. В то же время они использовали данные о двух советских ядерных испытаниях, проведенных в 1971-1974 годах.
Видейл и его команда пришли к выводу, что замедление скорости вращения внутреннего ядра обусловлено двумя факторами. Первый — это биение окружающего внешнего ядра из жидкого железа, которое генерирует магнитное поле Земли. Второй — гравитационное притяжение плотных областей вышележащей каменистой мантии.
Потенциальное воздействие на поверхность?
По мнению Видейла, колебания во вращении внутреннего ядра могут оказывать влияние на поверхность, даже изменяя длину дня на доли секунды. В любом случае, эти изменения трудно наблюдать. Видейл также заявил, что «танец внутреннего ядра может быть гораздо более оживленным, чем мы предполагали ранее». Наконец, он говорит, что будущие исследования Калифорнийского университета в этой области будут направлены на более детальное отслеживание траектории движения внутреннего ядра, чтобы выяснить, почему именно оно движется.
