Вътрешното ядро ​​на Земята обръща въртенето си, твърдят изследователи

Вътрешното ядро ​​на Земята може временно да е спряло да се върти спрямо мантията и повърхността, съобщават изследователи в Nature Geoscience от 23 януари.

Сега посоката на въртене на вътрешното ядро ​​може да се обръща според приблизително 70-годишен цикъл, който може да повлияе на продължителността на дните на Земята и нейното магнитно поле.

Все пак трябва да припомним, че магнитосферата на земята да се предизвиква от външното, а не вътрешното земно ядро.

Но някои изследователи оспорват изводите на на новото проучване. 

„Виждаме сериозни доказателства, че вътрешното ядро ​​се върти по-бързо от повърхността, [но] около 2009 г. то почти спря“, разказва геофизикът Сяодун Сун (Xiaodong Song) от Пекинския университет в Пекин. „Сега постепенно се движи в обратна посока.“

Такъв дълбок обрат може да звучи странно, но вътрешността на Земята е неспокойна: Под непрекъснато променящата се земна кора е мантията, където огромни скални маси текат вискозно в продължение на милиони години, понякога се издигат нагоре, за да разрушат горната кора. По-дълбоко е течното външно ядро ​​на Земята, където циркулиращите течения от разтопени метали предизвикват магнитното поле на нашата планета. А в сърцето на тази стопилка е твърда въртяща се метална топка, с размер около 70% от нашата Луна.

^{Съвременен поглед за границите на земната кора, мантията и ядрото и техните физически свойства.}

Това е вътрешното ядро. Проучванията предполагат, че това твърдо сърце може да се върти в течното външно ядро, принудено от магнитния въртящ момент на външното ядро. Изследователите също така твърдят, че огромното гравитационно привличане на мантията може да приложи хаотична спирачка върху въртенето на вътрешното ядро, което го кара да се колебае или осцилира.

Доказателство за променливото въртене на вътрешното ядро ​​се появява за първи път през 1996 г. Геофизикът Пол Ричардс (Paul Richards) от Земната обсерватория Ламонт-Дохърти на Колумбийския университет в Палисейдс, Ню Йорк, и Сун, тогава също в Ламонт-Дохърти, съобщават, че за период от три десетилетия на сеизмичните вълни от земетресения е било необходимо различно време, за да преминат през твърдото сърце на Земята.

Изследователите заключават, че вътрешното ядро ​​се върти с различна скорост от мантията и кората, което причинява времевите разлики. Планетата се завърта на приблизително 360 градуса за едно денонощие. Въз основа на своите изчисления изследователите установяват, че вътрешното ядро се върти ​​средно с около 1 градус на година по-бързо от останалата част на Земята.

Но други изследователи поставят под съмнение това заключение, като някои предполагат, че ядрото се върти по-бавно от оценката на Сун и Ричардс или изобщо не се върти по различен начин.

В новото проучване, докато анализират глобалните сеизмични данни, датиращи от 90-те години на миналия век, Сун и геофизикът И Ян (Yi Yang) - също от Пекинския университет - правят изненадващо наблюдение.

Преди 2009 г. сеизмичните вълни, генерирани от поредици и двойки повтарящи се земетресения - известни като мултиплети и дублети - са се разпространявали с различна скорост във вътрешното ядро. Това показва, че вълните от повтарящите се земетресения преминават през различни части на вътрешното ядро и че вътрешното ядро се върти с различна скорост от останалата част на Земята, което е в съответствие с предишните изследвания на Сун.

Около 2009 г. обаче разликите във времето на придвижване изчезват. Това подсказва, че вътрешното ядро е престанало да се върти спрямо мантията и кората - отбелязва Ян. След 2009 г. тези разлики се връщат, но изследователите правят извод, че вълните пресичат части от вътрешното ядро, което предполага, че сега то се върти в обратна посока спрямо останалата част на Земята.

След това изследователите преглеждат записите на двойните земетресения (дублети) в Аляска, датиращи от 1964 г. Макар че през по-голямата част от това време вътрешното ядро изглежда се е въртяло стабилно, изглежда, че в началото на 70-те години на миналия век то е направило още една промяна във въртенето, разказват изследователите.

Сун и Ян заключават, че вътрешното ядро може да се колебае с приблизително 70-годишна периодичност - сменяйки посоките си на всеки около 35 години. Тъй като вътрешното ядро е гравитационно свързано с мантията и магнитно с външното ядро, изследователите твърдят, че тези колебания могат да обяснят известните 60-70-годишни вариации в продължителността на земните дни и поведението на магнитното поле на планетата. Въпреки това е необходима допълнителна работа, за да се установи какви механизми биха могли да бъдат отговорни за това.

Но не всички изследователи са съгласни с тях. Ян и Сун "идентифицират този последен 10-годишен период, [в който] има по-малка активност от преди, и мисля, че това вероятно е достоверно", заявява геофизикът Джон Видейл (John Vidale) от Университета на Южна Калифорния в Лос Анджелис, който не е участвал в изследването. Но след това, казва Видейл, нещата стават спорни.

През 2022 г. той и негов колега съобщават, че сеизмичните вълни от ядрените опити показват, че вътрешното ядро може да обръща въртенето си на около три години. Междувременно други изследователи предлагат вътрешното ядро изобщо да не се върти. Вместо това те посочват, че промените във формата на повърхността на вътрешното ядро биха могли да обяснят разликите във времето на движение на вълните.

Бъдещите наблюдения вероятно ще помогнат да се разсеят несъответствията между тези изследвания, смята Видале. Засега той не се притеснява от предполагаемото соиране на въртенето.

"По всяка вероятност то няма отношение към живота на повърхността, но всъщност не знаем какво се случва и сме длъжни да го разберем", казва геофизикът.

Справка:

Y. Yang and X. Song. Multidecadal variation of the Earth’s inner-core rotation. Nature Geoscience. January 23, 2023. doi: 10.1038/s41561-022-01112-z.

W. Wang and J.E. Vidale. Seismological observation of Earth’s oscillating inner core. Science Advances. Vol. 8, June 10, 2022. doi: 10.1126/sciadv.abm9916.

J. Yao et al. Temporal change of seismic Earth's inner core phases: inner core differential rotation or temporal change of inner core surface? Journal of Geophysical Research: Solid Earth. Vol. 124, July 2019. doi: 10.1029/2019JB017532.

X. Song and P.E. Richards. Seismological evidence for differential rotation of the Earth's inner core. Nature. Vol. 382, July 18, 1996. doi: 10.1038/382221a0.

Източник: Earth’s inner core may be reversing its rotation, Science News