Ученые нашли железный «снег» в ядре Земли

Американские и китайские ученые утверждают, что в ядре нашей планеты идет железный «снег». Это открытие поможет лучше понять природу магнитного поля Земли, движения тектонических плит и другие процессы.

Остин, Техас — Согласно последним исследованиям, внутреннее ядро Земли раскалено, находится под огромным давлением… и покрыто «снегом». Это открытие может помочь ученым лучше понять силы, влияющие на нашу планету.

«Снег» состоит из крошечных частиц железа, намного более тяжелых, чем любые снежинки на земной поверхности. Они падают с расплавленного внешнего ядра и оседают на внутреннем ядре, образуя груды железа толщиной до 320 километров.

«Металлическое ядро Земли работает по принципу магматических камер, которые нам хорошо знакомы по извержениям вулканов», — говорит Юн-Фу, профессор геологического факультета Джексона Техасского университета. Взять образцы земного ядра напрямую ученые пока не могут, поэтому им приходится изучать «сердце» нашей планеты, записывая и анализируя результаты прохождения сквозь Землю сигналов от сейсмических волн.

Однако при анализе результатов последних наблюдений за сейсмическими волнами были замечены существенные расхождения между полученными данными и их значениями, ожидаемыми с учетом общепринятой модели земного ядра, что не могло не вызвать вопросы. Волны двигались медленней, чем ожидалось, при прохождении через внешнее ядро, и быстрее, чем ожидалось, при движении сквозь поверхность внутреннего ядра в восточном полушарии.

Отклонения легко объясняются, если принять, что внешняя поверхность твердого внутреннего ядра покрыта железным «снегом». Еще в начале 1960-х годов ученый С.И. Брагинский высказывал подобное предположение, но его теория не вписывалась в представления того времени о температурах и давлении в районе земного ядра. Однако результаты новейших исследований убедительно доказывают, что процесс кристаллизации возможен, и около 15 % нижнего слоя внешнего ядра может состоять из железных кристаллов, которые со временем отрываются от жидкого внешнего ядра и оседают на поверхности твердого внутреннего ядра.

Ученые видят в этом «снежном» покрове причину аберраций. Многокилометровая толща кристаллов замедляет сейсмические волны. И, судя по изменению их скорости, слой железа на поверхности внутреннего ядра толще в восточном полушарии и тоньше в западном.

Ядро сильно влияет на всю планету, начиная с формирования магнитного поля и заканчивая выделением тепла, двигающего тектонические плиты. И чем больше мы будем знать о составе ядра и действующих в нем силах, тем лучше будем понимать эти процессы.

Исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук (Китай), Фондом фундаментальных исследований Центральных университетов, факультетом геологии Джексона, Фондом Слоуна и Национальным научным фондом США. С результатами работы можно ознакомиться онлайн либо в печатной версии журнала JGR Solid Earth от 23 декабря 2019 года.

Источник: Техасский университет в Остине