Лёгкие элементы в ядре Земли - источники спасительного магнитного поля

Ученые выдвинули гипотезу, что внешние 300 километров толщи земного ядра в недрах планеты могут быть обогащены легкими элементами - серой и кислородом.

Эти элементы из постепенно затвердевающего внутреннего ядра движутся к его краям, что приводит к формированию спасительного для всего живого магнитного поля Земли, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature.

Под ядром Земли ученые подразумевают плотное образование в недрах планеты, имеющее примерно семь тысяч километров в диаметре. Единственным способом его изучения является анализ прохождения сейсмических волн через толщу планеты, вызванных искусственными взрывами, извержениями вулканов или землетрясениями.

На основании накопленных к настоящему времени данных, планетологи сходятся во мнении, что по плотности земное ядро соответствует металлическому железу. Публикация Джорджа Хелфрича (George Helffrich ) из Бристольского университета (Великобритания ) и Сатоси Канешимы (Satoshi Kaneshima) из Кюсюйского университета (Япония) позволила предположить, что земное ядро далеко не так однородно по плотности, как было принято считать до сих пор.

В своей работе ученые использовали данные двух массивов из сотен сейсмодатчиков, установленных в двух противоположных концах земного шара - в Японии и Европе. С их помощью специалисты изучили прохождение сейсмоволн через толщу планеты, возникших в результате землетрясений в Южной Африке и на островах Фиджи в южной части Тихого океана.

Обнаружилось, что внешние 300 километров ядра планеты заметно отличаются (в меньшую сторону) по плотности от внутренней части ядра, что, согласно модельным расчетам, может соответствовать наличию в железной структуре 3-5% примесных атомов кислорода и серы. Эти примеси могли сформироваться на стадии зарождения планеты более 4,5 миллиардов лет назад.

Эти данные позволяют ученым утверждать, что накопление серы и кислорода во внешних слоях металлического ядра происходит по мере перехода внутренней части ядра в твердое состояние.

Движение ионов кислорода и серы в толще ядра от центра к поверхности может приводить к индукции магнитного поля, которое окружает в настоящее время нашу планету и защищает её от бомбардировки частицами солнечного ветра - высокоэнергетическими элементарными частицами, выбрасываемыми Солнцем в космическое пространство, и способными уничтожить все живое на поверхности планеты.

Магнитное поле заставляет эти заряженные частицы «обтекать» нашу планету со всех сторон, и лишь на полюсах Земли, где напряженность магнитного поля слабее, часть частиц достигают нижних слоев атмосферы, где вызывают «северное сияние».

Эту гипотезу ученых теперь предстоит проверить модельными исследованиями, а также экспериментальной работой других планетологов.