Замедление вращения внутреннего ядра Земли

Геологи, используя данные сейсмических наблюдений, выяснили, что вращение твердого внутреннего ядра Земли относительно её поверхности начало замедляться. Это открытие основано на тщательном анализе изменений в движении этой горячей металлической сферы, расположенной внутри жидкого внешнего ядра.

В последние 20 лет поведение внутреннего ядра, состоящего из раскалённого железа и никеля, стало предметом интенсивных исследований. Ранее считалось, что это ядро вращается чуть быстрее, чем поверхность планеты. Однако новое исследование показало, что около 14 лет назад его скорость начала снижаться, и оно стало вращаться синхронно с остальной частью Земли.

Учёные отмечают, что примерно к 2010 году вращение внутреннего ядра замедлилось до такой степени, что оно практически остановилось, а затем начало двигаться в противоположном направлении. Это движение не является равномерным: ядро возвращается медленнее, чем двигалось вперёд. Такое поведение оказалось менее регулярным, чем предполагалось ранее.

Внутреннее ядро представляет собой твёрдую сферу диаметром около 2440 километров, что сопоставимо с размерами Плутона. Хотя оно составляет всего 1% от массы Земли, его влияние на магнитное поле планеты и продолжительность суток значительно. Однако изучение ядра затруднено из-за его расположения на глубине более 5000 километров под поверхностью.

На протяжении почти века учёные исследуют внутреннее ядро с помощью сейсмических данных. Впервые движение ядра относительно Земли было зафиксировано в 1996 году. В последнем исследовании анализировались данные 121 землетрясения, произошедшего в районе Южной Атлантики с 1991 по 2023 год. Учёные заметили, что сейсмические волны, проходящие через внутреннее ядро, начали показывать те же характеристики, что и 10-20 лет назад. Это указывает на то, что ядро возвращается в прежнее положение.

Так как внутреннее ядро — твёрдое, а внешнее — жидкое, оно немного изолировано от остальной планеты и вращается с другой скоростью. Сохранение углового момента вызывает влияние на общую динамику вращения Земли. Новое исследование позволяет лучше понять, как это взаимодействие происходит.

Для анализа учёные использовали данные повторяющихся землетрясений. Сравнение времени прохождения сейсмических волн через Землю в разные периоды позволяет определить изменения в положении ядра. Особое внимание уделялось волнам, которые проходят сквозь внутреннее ядро, поскольку их траектория изменяется в зависимости от движений этой части планеты.

Исследование включало 143 пары данных от землетрясений, зарегистрированных в районе Южных Сандвичевых островов, расположенных к востоку от мыса Горн, и наблюдавшихся на Аляске. Такое географическое расположение позволило зафиксировать волны, проходящие через внутреннее ядро, а не только через мантию.

Учёные отмечают, что некоторые волны отражаются от поверхности ядра, а другие проходят сквозь него, что даёт возможность фиксировать изменения. Однако причины, по которым внутреннее ядро меняет скорость и направление вращения, остаются загадкой. Этот вопрос продолжает вызывать споры в научном сообществе.

По мнению специалистов, внутреннее ядро взаимодействует с мантией, но его движение ограничено гравитационным равновесием. Точные механизмы, вызывающие такие колебания, пока неизвестны, что открывает простор для дальнейших исследований.