Австралийски сеизмолози са анализирали сеизмичните колебания, които са преминали през цялата дебелина на Земята няколко пъти, и са установили, че вътрешният слой на твърдата част от ядрото на планетата има радиус от 650 километра. Констатациите на учените са публикувани в списанието Nature Communications.
„Вътрешното ядро на Земята все още е най-неизследваната част от нашата планета. Още по-малко знаем за нейната изолирана централна част, чийто радиус според първите оценки на нейните откриватели е бил около 300 км. Ние използвахме рядък вид сеизмични вибрации, които преминават през цялата планета няколко пъти, за да прецизираме размерите и да проучим свойствата на този слой, чийто диаметър се оказа много по-голям от първоначалните оценки, около 650 км", пишат изследователите.
Докато повечето от нас приемат земята под краката си за даденост, историята на Земята е написана в нейните сложни слоеве като страниците на книга – нашата история. Изследванията показват, че има малко известни глави в тази история дълбоко в миналото на Земята. Всъщност вътрешното ядро на Земята, изглежда, съдържа в себе си друго, още по-вътрешно ядро.
„Традиционно са ни учили, че Земята има четири основни слоя: кора, мантия, външно ядро и вътрешно ядро“, обяснява геофизикът от Австралийския национален университет Джоан Стивънсън през 2021 г.
Силициев „сняг“ е открит на границата между земното ядро и мантията
Нашите познания за това какво се крие под земната кора се дължат най-вече от това, което вулканите са разкрили и какво са прошепнали сеизмичните вълни. От тези косвени наблюдения учените са изчислили, че горещото вътрешно ядро, с температури над 5000 градуса по Целзий, съставлява само 1 процент от общия обем на Земята.
Но преди няколко години Стивънсън и колегите му открили свидетелства, че вътрешното ядро на Земята всъщност може да има два различни слоя.
„Много е вълнуващо и може да означава, че трябва да пренапишем учебниците!“, възкликва тогава Стивънсън. Екипът използва алгоритъм, за да претърси и съпостави хиляди модели на вътрешното ядро с наблюдателни данни за това колко време отнема на сеизмичните вълни, за да преминат през Земята, събирани в продължение на много десетилетия от Международния сеизмологичен център.
Сондажен кораб ще търси зоната на зараждане на живота под дъното на Атлантика
И така, какво има там долу? Екипът разгледал някои модели на анизотропията на вътрешното ядро – как разликите в състава на неговия състав променят свойствата на сеизмичните вълни. Докато някои модели предполагат, че съставът на вътрешното ядро канализира по-бързите сеизмични вълни успоредно на екватора, други показват, че комбинацията от материали позволява по-бързи вълни, успоредни на оста на въртене на Земята.
Разлики в пътищата на сеизмичните вълни през слоевете на Земята Stephenson et al., Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2021
Изследването не е показало много вариации в дълбочината на вътрешното ядро, но е установило, че сеизмичните P-вълни, движещи се под ъгъл от 54° спрямо оста на въртене на Земята, са с 4% по-бавни от подобните вълни под други ъгли.
„Намерихме доказателства, които може да показват промяна в структурата на желязото, което предполага може би две отделни събития на охлаждане в историята на Земята – казва Стивънсън. – Подробностите за това голямо събитие все още са малко мистерия, но ние добавихме още едно парче от пъзела, когато става дума за познанията ни за вътрешното ядро на Земята.“
Открит е неизвестен досега слой от земната мантия
Тези нови открития може да обяснят защо някои експериментални доказателства не са в съответствие с нашите настоящи модели на структурата на Земята. Наличието на най-вътрешен слой е подозирано и преди, като се смята, че железните кристали, които съставляват вътрешното ядро, имат различни структури.
Бъдещи изследвания може да запълнят някои от тези пропуски в данните и да позволят на учените да потвърдят или опровергаят откритията си.
Изследването е публикувано в Journal of Geophysical Research, а новите констатации са докладвани в Nature Communications.
