Мощные землетрясения обнажили «гетерогенное» внутреннее ядро, бросая вызов популярным теориям

дани3315/iStock

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature 5 июля, ученые впервые подтвердили, что все внутреннее ядро ​​Земли неоднородно — не однородно и не идентично по своему составу и структуре.

Это открытие, подкрепленное сейсмическими данными, дает ценную информацию для понимания сложной природы самых глубоких уголков Земли.

Внутреннее ядро ​​Земли размером примерно 2442 километра составляет менее 1 процента от общего объема Земли. Тем не менее, его присутствие имеет решающее значение для магнитного поля планеты, без которого Земля была бы совсем другим местом.

Формирование, рост и эволюция внутреннего ядра на протяжении всей истории остаются загадкой. Команда исследователей из Университета Юты исследует эту загадку, изучая сейсмические волны, порождаемые природными землетрясениями.

В 1936 году сейсмические волны предоставили первые доказательства того, что внутреннее ядро ​​Земли твердое. Это открытие, сделанное датским сейсмологом Инге Леманн, бросило вызов преобладающему мнению о том, что все ядро ​​было жидким из-за его чрезвычайно высокой температуры, достигающей около 10 000 градусов по Фаренгейту, что сравнимо с температурой поверхности Солнца.

«Внутреннее ядро ​​не является однородной массой, как когда-то считали ученые. Вместо этого оно напоминает гобелен, составленный из разных тканей», — сказал Гуаннин Панг, ведущий автор и бывший доктор философии. студент факультета геологии и геофизики университета, в пресс-релизе.

Команда использовала специальные сейсмические массивы, в том числе Международную систему мониторинга (IMS), созданную по всему миру для обнаружения взрывов, таких как ядерные взрывы. Хотя основной целью систем является обеспечение соблюдения ядерного запрета, эти массивы предоставляют ценные данные для изучения недр Земли, океанов и атмосферы.

В новом исследовании использовались сейсмические данные с 20 массивов, в том числе двух в Антарктиде и одного возле Юты. Они состояли из инструментов, помещенных в скважины, пробуренные на глубину до 10 метров в гранитных образованиях, расположенных по схеме для усиления улавливаемых ими сигналов, подобно параболическим антеннам.

Гуаньнин Панг, ведущий автор, проанализировал сейсмические волны от 2455 землетрясений магнитудой более 5,7. Изучая, как эти волны взаимодействуют с внутренним ядром Земли, они смогли составить карту ее внутренней структуры.

Команда U обнаружила ценные подсказки в сейсмических данных, обнаружив «эффект рассеяния», связанный с волнами, проникающими внутрь ядра.

«Наше самое большое открытие заключается в том, что неоднородность имеет тенденцию усиливаться по мере углубления. По направлению к центру Земли она становится сильнее», — подчеркнул Панг.

«Мы думаем, что эта структура связана с тем, насколько быстро росло внутреннее ядро. Давным-давно внутреннее ядро ​​росло очень быстро. Оно достигло равновесия, а затем начало расти гораздо медленнее», — сказал сейсмолог из Университета Кейт Копер. , который курировал исследование.

«Не все железо затвердело, поэтому некоторое количество жидкого железа могло остаться внутри».

Полное исследование было опубликовано в журнале Nature 5 июля, и его можно найти здесь.