Вращение внутреннего ядра Земли замедляется и меняет направление. Что это значит для планеты?

Лос-Анджелес — Новое исследование показывает, что внутреннее ядро ​​Земли, твердый железный шар, расположенный глубоко внутри нашей планеты, замедлило свое вращение. Ученые из Университета Южной Калифорнии говорят, что их открытие бросает вызов предыдущим представлениям о поведении внутреннего ядра и поднимает интересные вопросы о его влиянии на динамику Земли.

Давно известно, что внутреннее ядро, загадочное царство, расположенное примерно в 3000 милях под нашими ногами, вращается независимо от поверхности Земли. Ученые потратили десятилетия на изучение этого явления, полагая, что оно играет решающую роль в создании магнитного поля нашей планеты и формировании моделей конвекции в жидком внешнем ядре. До сих пор широко признавалось, что внутреннее ядро ​​постепенно вращается быстрее, чем остальная часть Земли. Этот процесс известен как… Супер ротация. Однако последнее исследование, опубликованное в журнале природа, Это раскрывает удивительное развитие событий в этом романе.

«Когда я впервые увидел сейсмограммы, намекающие на это изменение, я был озадачен», — говорит в своем заявлении Джон Видал, декан кафедры наук о Земле Колледжа литературы, искусств и наук Университета Южной Калифорнии Дорнсайф. «Но когда мы обнаружили двадцать других наблюдений, указывающих на ту же закономерность, вывод был неизбежен. Внутреннее ядро ​​замедлилось впервые за несколько десятилетий. Другие ученые недавно высказались в пользу похожих и разных моделей, но наше последнее исследование показывает, самое убедительное решение».

Замедлите вращение, поменяйте ритм

Анализируя сейсмические волны, вызванные повторными землетрясениями на Южных Сандвичевых островах с 1991 по 2023 год, исследователи обнаружили, что вращение внутреннего ядра не только замедлилось, но и замедлилось. противоположное направление. Команда сосредоточилась на определенном типе сейсмической волны под названием PKIKP, которая пересекает внутреннее ядро ​​и регистрируется сейсмическими массивами на севере Северной Америки. Сравнивая формы этих волн от 143 пар повторных землетрясений, они заметили странную закономерность.

Многие пары землетрясений показали формы сейсмических волн, которые со временем изменились, но, что примечательно, позже вернулись к своим более ранним аналогам. Это наблюдение предполагает, что внутреннее ядро ​​после периода сверхвращения с 2003 по 2008 год начало субвращаться или вращаться медленнее, чем поверхность Земли, по существу повторяя свой предыдущий путь. Исследователи обнаружили, что с 2008 по 2023 год внутреннее ядро ​​вращалось в два-три раза медленнее, чем предыдущий суперспин.

Результаты исследования рисуют захватывающую картину динамики вращения внутреннего ядра. Идентичные формы волн, наблюдаемые во многих парах землетрясений, указывают на моменты, когда внутреннее ядро ​​возвращалось в положение, которое оно занимало в прошлом, относительно мантии. Эта закономерность в сочетании с результатами предыдущих исследований показывает, что вращение внутреннего ядра гораздо сложнее, чем простое статическое супервращение.

Исследователи обнаружили, что суперротация внутреннего ядра с 2003 по 2008 год была быстрее, чем последующая субротация, что указывает на асимметрию в его поведении. Эта разница в скоростях вращения предполагает, что взаимодействия между внутренним ядром, внешним ядром и мантией более сложны, чем считалось ранее.

Ограничения: основные части головоломки.

Хотя исследование предоставляет убедительные доказательства того, что внутреннее ядро ​​замедляет и меняет свое вращение, исследование, конечно, имеет некоторые ограничения. Пространственный охват сейсмическими данными относительно скуден, особенно в северной части Атлантического океана, из-за присутствия слоев кремня, которые затрудняют непрерывное бурение. Более того, модель системы Земли, использованная в исследовании, хотя и сложна, все же представляет собой упрощенное представление сложной динамики.

Авторы подчеркивают необходимость получения дополнительных данных высокого разрешения из более широкого круга мест для подтверждения своих выводов. Они также призывают к дальнейшему совершенствованию моделей системы Земли, чтобы лучше понять сложности поведения внутреннего ядра и его взаимодействия с внешним ядром и мантией.

Что результаты означают для будущего?

Открытие внутреннего ядра, замедляющего и изменяющего свое вращение, имеет большое значение для нашего понимания недр Земли и его влияния на динамику нашей планеты. Поведение внутреннего ядра тесно связано с магнитным полем Земли и структурой конвекции во внешнем ядре.

Это исследование также поднимает увлекательные вопросы о возможных последствиях изменения вращения внутреннего ядра на поверхности Земли. Могут ли эти изменения вращения повлиять на магнитное поле Земли, климат или даже на продолжительность наших дней? Видаль отмечает, что это изменение может привести к изменению продолжительности дня на доли секунды. «Очень трудно заметить, что за миллисекунду ты почти теряешься в шуме океана и бурлящей атмосфере», — говорит он.

Без сомнения, будущие исследования позволят более глубоко изучить эти интересные возможности.

«Внутренний танец сердца может быть более ярким, чем мы знаем до сих пор», — добавляет Видал.

Эту статью рецензировал главный редактор StudyFinds Стив Финк.