Что находится внутри внутреннего ядра Земли? Сейсмические волны обнаруживают более глубокое ядро.

Внутреннее ядро ​​Земли, кажется, хранит более глубокую тайну.

Учебники по геологии почти неизбежно содержат вырезанную схему Земли, на которой четко обозначены четыре слоя: тонкая внешняя каменная оболочка, на которой мы живем, известная как земная кора; мантия, где горные породы текут, как очень вязкая жидкость, приводя в движение континенты и поднимая горы; жидкое железо-никелевое внешнее ядро, создающее магнитное поле планеты; и твердое внутреннее ядро.

Двое австралийских ученых, анализируя пересечение сейсмических волн от сильных землетрясений, сказали, что в центре Земли находится совсем другой слой. «Теперь мы подтвердили существование самого внутреннего внутреннего ядра», — сказал один из ученых, Хрвой Ткальцич, профессор геофизики Австралийского национального университета в Канберре.

Исследователи с докторской степенью доктора Ткалчик и Тхань Сон Фам подсчитали, что самое внутреннее внутреннее ядро ​​имеет диаметр около 800 миль. Все внутреннее ядро ​​составляет около 1500 миль в поперечнике. Их выводы были Опубликовано во вторник в журнале Nature Communications..

В то время как вырезанная диаграмма, кажется, изображает четкие деления, знания о глубине Земли неизбежно туманны. Он находится примерно в 4000 милях от центра Земли, и невозможно пробурить земную кору глубже, чем на несколько миль. Большая часть того, что известно о том, что находится под землей, получено из сейсмических волн — колебаний землетрясений, которые распространяются по планете и вокруг нее. Думайте о них как о гигантском звуковом образе Земли.

Два сейсмолога из Гарварда, Мияке Исии и Адам Дзёнски, первыми Он предложил идею более глубокого внутреннего ядра в 2002 году. На основе скоростных характеристик сейсмических волн, проходящих через внутреннее ядро. Ученые уже знали, что скорость сейсмических волн, проходящих через эту часть Земли, зависит от направления. Волны двигались быстрее при движении от одного полюса к другому вдоль оси Земли и медленнее при движении перпендикулярно оси. Геофизики считают, что разница в скоростях — на несколько процентов выше вдоль полярных трасс — возникает из-за выравнивания кристаллов железа во внутреннем ядре.

Но на небольшом участке в центре самыми медленными волнами были те, которые двигались под углом 45 градусов к оси, а не 90 градусов, говорят сейсмологи из Гарварда.

Тогда было слишком мало данных, чтобы убедить всех.

Лучшими измерениями были бы сейсмические волны, распространяющиеся от очага землетрясения непосредственно к Земле и через более глубокое внутреннее ядро. Однако для обнаружения этого обычно требуется сейсмометр, расположенный почти точно на другой стороне Земли, и эта точка находится в середине океана.

В новой статье используется тот факт, что сейсмические волны также отражаются. Таким образом, сейсмометр вблизи эпицентра может обнаружить отражение волны, прошедшей через Землю и отразившейся назад, дважды проходя самое внутреннее внутреннее ядро. Он также может отражаться туда и обратно во второй раз, проходя через внутреннее ядро ​​четыре раза.

В последние годы было развернуто большое количество сейсмографов, особенно в США. Комбинация сигналов от нескольких инструментов позволила обнаружить слабые отражения от землетрясений магнитудой 6 и выше. «Мы обработали 200 событий и обнаружили, что 16 из них имели эти волны обратной связи», — сказал доктор Ткалчич.

Во время одного из землетрясений, произошедших на Соломоновых островах в 2017 году, волны, пять раз прошедшие через самое внутреннее ядро, были обнаружены сейсмометрами, случайно размещенными на другой стороне планеты.

«Спасибо им за обнаружение наблюдений, которые могут быть использованы в дальнейших исследованиях, чтобы разгадать путаницу в структуре внутреннего ядра», — сказал Георг Хелфрих из Института наук о Земле и жизни Токийского технологического института в Японии, не участвовавший в исследовании.

По-видимому, нет большой разницы в составе между внешней и самой внутренней частями внутреннего ядра, и переход кажется скорее постепенным, чем резким.

Это может указывать на некоторые изменения в древнем прошлом Земли, сказал Вернон Кормье, профессор физики Университета Коннектикута, не участвовавший в исследовании. По словам доктора Кормье, внутреннее ядро ​​довольно молодо с геологической точки зрения — по оценкам, ему от 600 миллионов до миллиарда лет. Это всего лишь часть 4,5-миллиардной истории планеты, и структура твердого ядра кажется сложной. В январе другие ученые сообщили, что скорость вращения внутреннего ядра меняется.

«Причина, по которой люди изучают внутреннюю инфраструктуру, заключается в том, что они пытаются связать ее с магнитным полем Земли», — сказал доктор Кормье. «Люди попытаются найти какие-то изменения в магнитном поле Земли, которые могли произойти одновременно с изменением кристаллизации внутреннего ядра».