30.06.2024

В центре Земли происходит что-то странное.

Десятилетия данных о землетрясениях показывают, что примерно с 2010 года внутреннее ядро ​​Земли вращается медленнее, чем ее мантия и поверхность , сообщили исследователи 12 июня в журнале Nature. Исследование, по-видимому, подтверждает противоречивый вывод прошлого года о том, что внутреннее ядро, возможно, изменило свое вращение относительно мантии и поверхности , сдвиг, который может происходить примерно каждые 35 лет ( SN: 23.01.23 ).

Новое исследование также предполагает, что что-то мешало последнему повороту событий, говорит геофизик Джон Видейл из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе. «Он движется назад медленнее, чем двигался вперед».

Никк Огаса

В абсолютном смысле внутреннее ядро ​​все еще вращается в том же направлении, что и мантия и поверхность. Представьте себе автобус и грузовик, едущие рядом друг с другом в одном направлении. Грузовик замедляется, а автобус движется вперед. С точки зрения автобуса грузовик теперь кажется движущимся назад. Но для пешехода оба транспортных средства кажутся движущимися вперед.

Аналогичным образом, новое исследование предполагает, что если бы человек, стоящий на поверхности Земли, мог видеть внутреннее ядро ​​(сродни тому, как водитель автобуса смотрит на грузовик), ему показалось бы, что оно вращается в противоположном направлении, как это было пару десятилетий назад.

Исследование 2023 года стало хитом в заголовках, но менее расхваливалось другими исследователями. Некоторые, как сейсмолог Ляньсин Вэнь из Университета Стоуни-Брук в Нью-Йорке, возражали, что внутреннее ядро ​​не вращается само по себе , и что данные можно объяснить изменением формы поверхности внутреннего ядра. Другие были убеждены, что вращение колебалось в течение более коротких периодов времени . Другой анализ данных исследования 2023 года предполагал 20-30-летние колебания, в отличие от исследования, соавтором которого был Видейл годом ранее, в котором предполагалось, что вращение колебалось в течение 6-летнего периода .

Для нового исследования Видейл и его коллеги рассмотрели повторяющиеся землетрясения — те, которые произошли в одном и том же месте, но в разное время — с 1991 по 2023 год на Южных Сандвичевых островах недалеко от Антарктиды. Сейсмические волны от этих толчков прошли через внутреннюю часть планеты, некоторые прошли через внутреннее ядро. Когда эти волны достигли дальней стороны планеты, приборы на Аляске зафиксировали сотрясение земли в виде волнистых линейных графиков, называемых волновыми формами.

Видейл и его коллеги искали совпадающие формы сигналов с интервалом в несколько месяцев или лет. Если внутреннее ядро ​​вращается независимо от других слоев Земли, то волны от повторяющихся землетрясений должны пересекать разные его части. А поскольку анатомия внутреннего ядра считается неоднородной, эти разные пути волн должны создавать разные формы волн. Но если исследование 2023 года оказалось верным и внутреннее ядро ​​поменяло свое вращение относительно поверхности, то до и после разворота должны быть одинаковые формы волн, отмечающие, когда внутреннее ядро ​​вернулось на старый путь.

Из 200 сравнений сигналов команда нашла 25 совпадений. Эти данные позволяют предположить, что где-то около 2008 года внутреннее ядро ​​изменило свое вращение относительно мантии, после чего оно начало вращаться в новом направлении менее чем в два раза медленнее.

По словам Видале, более медленное обратное движение может указывать на то, что внутреннее ядро ​​деформируется под действием гравитационного притяжения мантии, которая содержит примерно 70 процентов массы Земли. Более плотные карманы мантии могут разминать внутреннее ядро, когда оно перемешивается, искажая колебания, говорит он. «Мы знаем, что поверхность внутреннего ядра находится прямо в точке плавления, поэтому естественно думать, что она мягкая в самой внешней части».

Наблюдая за тем, как формы сигналов совпадают во времени, Видейл говорит, что теперь он согласен с выводом исследования 2023 года: вращение внутреннего ядра, вероятно, колеблется примерно с 70-летним циклом.

Что касается Вэня, то «ничего не изменилось». Он настаивает, что разбухание и сжатие частей поверхности внутреннего ядра может полностью объяснить данные. Эти участки могут подняться или опуститься на километр или больше в течение нескольких месяцев — изменения достаточно существенные, чтобы изменить формы волн повторяющихся землетрясений, говорит он.

Геофизик Хрвое Ткалчич говорит: «Весьма вероятно, что истина где-то посередине». Сейсмологи, похоже, сходятся на этой идее, что вращение внутреннего ядра отличается и колеблется, но «нам нужно больше данных, чтобы найти окончательную истину», — говорит Ткалчич из Австралийского национального университета в Канберре. Исследователи должны делать много предположений о недоступных областях недр Земли, говорит он, отсюда и расхождения во взглядах.

Некоторая ясность может появиться в ближайшие годы. По его словам, если вращение внутреннего ядра будет колебаться с частотой, о которой подозревала команда Видейла, оно вскоре может снова войти в энергичную часть цикла. По словам Видейла, около 20 лет назад внутреннее ядро, по-видимому, на короткое время очень быстро вращалось, и вскоре оно должно сделать это снова. «Наблюдая за этим в течение следующих пяти или десяти лет, мы, вероятно, сможем лучше понять, что произошло тогда».

Фото: JOHAN63/ISTOCK/GETTY IMAGES PLUS

Источник: sciencenews.org