Внутреннее ядро Земли за последние два десятилетия изменило форму

Что происходит во внутреннем ядре Земли?

Новое исследование обнаружило свидетельства того, что внутреннее ядро Земли могло изменить свою форму. И что самое интересное — эти изменения, судя по всему, произошли за последние два десятилетия, а не за длительные геологические эпохи.

Несмотря на все наши исследования и моделирование планеты, внутреннее ядро Земли остается загадкой. Это неудивительно, ведь изучать область, находящуюся на глубине более 5100 километров под нашими ногами, крайне сложно, особенно учитывая, что самая глубокая скважина, которую мы смогли пробурить, достигает лишь 12 263 метров. Однако мы можем узнать о центре Земли, анализируя сейсмические волны, проходящие через планету, а также линии магнитного поля, которые формируются под влиянием процессов в ядре.

Ученые уже достигли значительных успехов в этом направлении и сделали несколько удивительных открытий. Например, в 2022 году одна из команд исследователей использовала данные, собранные во время ядерных испытаний в 1960-х и 1970-х годах. Они обнаружили, что внутреннее ядро изменяло направление вращения относительно поверхности, замедляясь (то есть вращаясь медленнее поверхности) на одну десятую градуса как минимум раз в год. Вместо того чтобы оставаться относительно неподвижным, ядро, похоже, колеблется.

«Внутреннее ядро не статично — оно движется под нашими ногами и, кажется, перемещается вперед и назад на несколько километров каждые шесть лет», — заявил в пресс-релизе автор исследования Джон Э. Видале, профессор наук о Земле в Университете Южной Калифорнии. «Один из вопросов, на который мы пытались ответить, — движется ли внутреннее ядро постепенно или оно в основном зафиксировано в долгосрочной перспективе по сравнению с остальными частями планеты? Мы пытаемся понять, как сформировалось внутреннее ядро и как оно движется со временем — это важный шаг к лучшему пониманию этого процесса».

Последующие исследования предоставили дополнительные свидетельства того, что с 2010 года вращение ядра замедляется по сравнению с остальными частями Земли. В новой работе Видале и его команда попытались изучить изменения в сейсмических волнах, вызванные вращением ядра на разных скоростях.

«Недавние работы подтвердили, что внутреннее ядро вращалось быстрее, а затем медленнее, чем остальная часть Земли, за последние несколько десятилетий; это исследование анализировало сейсмические волны, проходящие через внутреннее ядро (PKIKP), зарегистрированные массивами Эйлсона (ILAR) и Йеллоунайф (YKA) в северной части Северной Америки, на основе 121 пары повторяющихся землетрясений между 1991 и 2023 годами в районе Южных Сандвичевых островов», — объяснили авторы исследования. «Здесь мы расширяем этот набор повторяющихся землетрясений и сравниваем пары в моменты, когда внутреннее ядро возвращалось в ту же позицию, выявляя невращательные изменения в YKA, но не в ILAR, между 2004 и 2008 годами».

Изучив 168 пар повторяющихся землетрясений до и после того, как ядро вернулось в исходное положение, ученые смогли определить, были ли изменения в сейсмических волнах вызваны скоростью вращения или другими факторами. Согласно исследованию, часть изменений в сейсмических волнах была обусловлена изменениями формы ядра.

«Наблюдаемые изменения формы волн, а также изменения, упомянутые в других исследованиях, могут быть вызваны локальной деформацией или изменениями в материале», — заключили авторы. «Наиболее вероятное объяснение наблюдаемых изменений в волнах PKIKP, зарегистрированных в YKA, — это вязкая деформация границы внутреннего ядра и его верхних слоев, вызванная воздействием внешнего ядра и топографией границы ядро-мантия».

Команда также не исключает более «экзотические» объяснения, такие как выброс расплавленного материала, но для подтверждения подобных гипотез необходимы дальнейшие исследования.

«Мы лишь утверждаем, что изменения присутствуют в дополнение к более доминирующему сигналу дифференциального вращения всего внутреннего ядра», — заявили исследователи. «Таким образом, мы предлагаем решение давнего спора — присутствуют и вращение, и невращательные изменения, и последние заслуживают тщательного изучения, чтобы понять, что именно происходит в ядре».

Исследование опубликовано в журнале *Nature Geoscience*.