Скорость вращения внутреннего ядра Земли переоценивалась

Геофизики из Кембриджского университета представили экспериментальные свидетельства того, что скорость вращения внутреннего ядра Земли переоценивалась.

Твёрдое внутреннее ядро, граница которого находится на глубине около 5 200 км, постоянно растёт за счёт отвердевания вещества внешнего ядра. Скорость роста невелика и оценивается в 1 мм/год. Учёным также известно, что внутреннее ядро можно условно разделить на два полушария с разными свойствами: восточное даёт заметно более высокую скорость распространения сейсмических волн. Это свойство находит своё объяснение в простой модели, согласно которой ядро довольно быстро обновляется по принципу конвейера (кристаллизуется с западной стороны и плавится на востоке).

Поскольку у жидкой части ядра нет жёсткой связи с остальной Землёй, исследователи предполагают, что оно может вращаться быстрее или медленнее, чем мантия и кора. В 1990-х было опубликовано несколько статей на эту тему, и одной из самых цитируемых стала работа американских геофизиков, появившаяся в Nature 18 июля 1996 года. Её авторы утверждали, что внутреннее ядро вращается быстрее, причём «дополнительный» градус вращения накапливается всего за год.

Если учесть совсем небольшую скорость роста внутреннего ядра, согласовать эти результаты с наблюдаемым делением на полушария будет очень сложно. Кембриджские учёные попытались исправить ситуацию, сравнив самый крупный из доступных массивов информации по распространению объёмных сейсмических волн, проходящих сквозь внутреннее ядро, с аналогичными данными для волн, отражающихся от его поверхности. Вычислив разность времён распространения, британцы оценили строение верхнего слоя внутреннего ядра толщиной в 90 км.

Расчёт скоростей распространения волн показал, что условные границы западного и восточного полушарий сдвигаются по мере продвижения вглубь ядра. На большей глубине находится более «древнее» вещество, и сдвиг можно связать с вращением внутреннего ядра; учёные так и сделали, установив, что последнее действительно вращается несколько быстрее остальной части Земли, но прибавка в 0,1˚–1˚ накапливается лишь за миллион лет.

Такое значение прекрасно подходит для моделирования геодинамо. Возможно, на точность предыдущих оценок, которые оказались серьёзно завышенными, повлияли кратковременные колебания скорости вращения внутреннего ядра.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале Nature Geoscience.

Подготовлено по материалам Кембриджского университета.

Текст: Дмитрий Сафин

Послушать эту новость