„Твърдото“ вътрешно ядро на Земята може всъщност да е леко кашаво, откриват сега изследователите.
Повече от половин век научната общност смята, че вътрешното ядро на Земята е твърда топка от компресирана желязна сплав, заобиколена от течно външно ядро. Но ново изследване, публикувано в списание Physics of the Earth and Planetary Interiors, предполага, че твърдостта на планетарната сърцевина варира от твърд до полумек и течен метал.
„Колкото повече го изследваме, толкова повече осъзнаваме, че това не е едно скучно петно желязо“, коментира Джесика Ървинг (Jessica Irving), сеизмолог от Университета в Бристол, Англия пред Live Science. "Намираме един съвсем нов скрит свят".
В известен смисъл вътрешното ядро на Земята остава толкова мистериозно, колкото е било, когато Жул Верн публикува своето фантастично „Пътуване до центъра на Земята“ през 1864 г. Въпреки че учените знаят от 50-те години на миналия век, че нашата планета не е куха, както си е представял Верн, вътрешността на планетата все още е неизследвана. Топлината и налягането са твърде големи, за да може да стигне до там каквато и да е създадена от човека сонда. „Освен ако не се случи нещо ужасно с нашата планета, ние никога няма да имаме пряко наблюдение на ядрото на Земята“, отбелязва Ървинг.
Вместо това геофизиците разчитат на сеизмичните вълни, генерирани от земетресенията. Чрез измерване на тези мощни вибрации учените могат да реконструират картината на строежа и какво се случва във вътрешността на планетата по начин, който е „подобен на компютърната томография на човек“, обяснява Ървинг. Тези вълни са два основни вида: праволинейни компресионни вълни и вълнообразни вълни на срязване. Всяка вълна може да ускори, забави или да отскочи от различни среди, докато преминава през земята.
 |
 |
|
Първи се появяват надлъжните вълни, при които всяка частица от средата е подложена първо на натиск (сгъстяване), а след това разширяване, като по този начин изпитват възвратно-постъпателно движение в надлъжна посока, т.е. в посока на разпространение на вълната). Това са първичните вълни (P-вълни). След това идват напречните сеизмични вълни, наречени още вторични вълни (S вълни). При тях всяка частица се колебае, перпендикулярно на посоката на разпространение на вълната. |
Срещайки по пътя си скални слоеве с различни свойства, сеизмичните вълни се отразяват или пречупват, точно както лъч светлина се отразява от огледална повърхност или пречупва, преминавайки от въздуха във водата. Всякакви промени в еластичните характеристики и плътността на материала по пътя на разпространение на сеизмичните вълни ги карат да се пречупват, а при резки промени във свойствата на средата, енергията на вълните се отразява. |
Новото изследване започва, когато Рет Бътлър (Rhett Butler), геофизик от Хавайския институт по геофизика и планетология, забелязва несъответствие в числата - сеизмичните вълни, създадени от големи земетресения на пет различни места, преминават през ядрото на Земята до точно противоположната страна на земното кълбо, но нещо не е наред - срязващите вълни на земетресенията, които би трябвало да преминат през твърдото метално ядро, вместо това се отклонят към определени области.
Числата изненадват Бътлър. Това означава само едно нещо - учените са преполагали грешна структура.
Така Бътлър и неговият съавтор преоценяват основното си предположение, че вътрешното ядро на Земята е изцяло твърдо. Те откриват, че вълните, които са наблюдавали, действат сякаш ядрото не е твърдо кълбо, а има джобове от течно и "кашаво" полутвърдо желязо близо до повърхността си.
Близо до дъното на земната мантия лежат два клъстера горещи, компресирани скали с размери на континент. Те се наричат големи провинции с ниска скорост на срязване (LLSVP - large low-shear-velocity provinces), тъй като сеизмичните вълни се забавят, докато преминават през тях, но геолозите обикновено ги наричат просто „петна“. Кредит: Cottaar / Lekic
„Обхватът от консистенции на желязо бе особено поразителен", коментира Бътлър. „Видяхме доказателства, че не е меко навсякъде и наистина твърдо на някои места. Има твърди повърхности точно срещу разтопеното или кашаво желязо. Така че виждаме много детайли във вътрешното ядро, които не сме виждали преди"
Това изследване може потенциално да направи революция в нашето разбиране за магнитното поле на Земята. Докато въртящото се течно външно ядро задвижва магнитното поле на нашата планета, вътрешното ядро помага за модифициране на полето според изследване, публикувано през 2019 г. в списание Science Advances.
Други планети като Марс имат течно ядро, но им липсва както вътрешно ядро, така и магнитно поле според изследване на НАСА. Ето защо, Бътлър и Ървинг смятат, по-задълбочено разбиране на вътрешното ядро ще помогне на учените да разберат връзката между вътрешността на планетата и нейната магнитна активност.
Справка: Antipodal seismic reflections upon shear wave velocity structures within Earth's inner core
Rhett Butler Seiji Tsuboi
https://doi.org/10.1016/j.pepi.2021.106802
Източник: 'New hidden world' discovered in Earth's inner core, Joanna Thompson, Live Science.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари