Планета внутри планеты — находка во внутреннем ядре Земли

Внутреннее ядро ​​Земли приобретает свою текстуру по мере затвердевания внутри жидкого внешнего ядра. Размер, форма и ориентация зерен, которые состоят в основном из железа и составляют эту текстуру, отражают рост внутреннего ядра и могут меняться в течение геологического времени в ответ на геодинамические силы и крутящие моменты. Говоря простыми словами, внутреннее ядро выглядит как твердый металлический шар. 

Планета образовалась из астероидов, аккрецирующих в космосе. Астероиды сталкиваются друг с другом, генерируя огромное количество энергии. Планета, когда она формируется, тает. Тяжелые металлы, например, железо, опускаются к центру планеты, формируя ядро, а жидкая порода находится снаружи и со временем замерзает. 

Защитное поле магнитной энергии, окружающей Землю, создается за счет конвекции внутри жидкого внешнего ядра, которое простирается на 2260 километров над твердым ядром. Расплавленный металл поднимается над твердым внутренним ядром, остывает по мере приближения к каменистой мантии Земли и опускается. Эта циркуляция порождает полосы электронов, окутывающие планету. Без твердого внутреннего ядра это поле было бы намного слабее, а поверхность планеты подверглась бы бомбардировке радиацией и солнечными ветрами, которые разрушили бы атмосферу и сделали бы поверхность непригодной для жизни.

Таким образом, наличие ядра делает возможным существование жизни на Земле, однако остается загадкой, как ядро формировалось, росло и развивалось. Исследователи постоянно пытаются отыскать ответ на этот вопрос.

Сейсмические волны от землетрясений можно использовать для изображения текстуры или структуры внутреннего ядра и получить представление об истории и эволюции ядра Земли. Авторы исследования, вышедшего в журнале Nature, предполагают, что внутреннее ядро ​​— это не однородная масса, как когда-то считалось: оно больше похоже на гобелен, созданный из разных «тканей».

Авторы нового исследования наблюдали и моделировали сейсмическую энергию, рассеянную обратно от мелкомасштабных (менее 10 км) неоднородностей, которые составляют структуру внутреннего ядра в более крупных масштабах. В работе они использовали новый набор данных, созданный на основе глобального массива сейсмических групп с малой апертурой. 

Такие данные обычно предназначаются для обнаружения малозаметных сигналов от подземных ядерных взрывов, чтобы создать трехмерную модель мелкомасштабной неоднородности внутреннего ядра. Также этот уникальный набор данных уже помог расследовать взрывы метеоритов, выяснить местонахождение колонии карликовых синих китов, сделать точнее прогнозы погоды и предсказать образование айсбергов.

Модель, созданная в ходе нового исследования, показывает, что рассеяние внутри ядра происходит повсеместно, оно существует на всех выбранных долготах и ​​широтах, и его интенсивность существенно увеличивается на глубине 500–800 км под внутренней границей ядра. Усиленное рассеяние в более глубоком внутреннем ядре совместимо с эпохой быстрого роста после отсроченного зародышеобразования.

Таким образом, впервые было подтверждено, что во внутреннем ядре Земли повсюду присутствует неоднородность. Авторы исследования говорят, что ядро напоминает планету внутри планеты — оно вращается, тоже является неоднородным и отделено «океаном» расплавленного железа.