Nature: вращение внутреннего ядра Земли замедлилось

Ученые Университета Южной Калифорнии доказали, что внутреннее ядро Земли движется назад — замедляется — по отношению к поверхности планеты, как показано в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature.

Движение внутреннего ядра обсуждается научным сообществом в течение двух десятилетий, при этом некоторые исследования показывают, что внутреннее ядро вращается быстрее, чем поверхность планеты. Новое исследование USC предоставляет недвусмысленные доказательства того, что внутреннее ядро начало снижать свою скорость примерно в 2010 году, двигаясь медленнее, чем поверхность Земли.

«Когда я впервые увидел сейсмограммы, которые намекали на это изменение, я был озадачен», - сказал Джон Видейл, декан кафедры наук о Земле в Колледже литературы, искусств и наук USC Дорнсайф. «Но когда мы обнаружили еще два десятка наблюдений, свидетельствующих о той же закономерности, результат был неизбежен. Внутреннее ядро замедлилось впервые за многие десятилетия. Другие ученые недавно приводили доводы в пользу похожих и разных моделей, но наше последнее исследование дает наиболее убедительное решение».

Считается, что внутреннее ядро разворачивается и движется назад относительно поверхности планеты из-за того, что движется немного медленнее, а не быстрее, чем мантия Земли, впервые примерно за 40 лет. По сравнению со скоростью предыдущих десятилетий внутреннее ядро замедляется.

Внутреннее ядро представляет собой твердую железо-никелевую сферу, окруженную жидким железо-никелевым внешним ядром. Внутреннее ядро размером примерно с Луну находится на расстоянии более 3000 миль под нашими ногами и представляет собой проблему для исследователей: его нельзя посетить или увидеть. Ученые должны использовать сейсмические волны землетрясений, чтобы создать визуализацию движения внутреннего ядра.

Видейл и Вэй Ван из Китайской академии наук использовали формы волн и повторяющиеся землетрясения в отличие от других исследований. Повторяющиеся землетрясения — это сейсмические события, которые происходят в одном и том же месте и создают идентичные сейсмограммы.

В этом исследовании исследователи собрали и проанализировали сейсмические данные, зарегистрированные вокруг Южных Сандвичевых островов в результате 121 повторяющегося землетрясения, произошедшего в период с 1991 по 2023 год. Они также использовали данные двойных советских ядерных испытаний в период с 1971 по 1974 год, а также повторных французских и американских испытаний. ядерные испытания из других исследований внутреннего ядра.

Видейл сказал, что замедление скорости внутреннего ядра было вызвано взбалтыванием окружающего его жидкого железного ядра, которое генерирует магнитное поле Земли, а также гравитационными силами из плотных областей вышележащей каменистой мантии.

Последствия этого изменения в движении внутреннего ядра для поверхности Земли можно только предполагать. Видейл сказал, что возвращение внутреннего ядра может изменить продолжительность дня на доли секунды: «Очень трудно заметить, что порядка тысячной доли секунды он почти теряется в шуме бурлящих океанов и атмосферы». 

Будущие исследования ученых Университета Южной Калифорнии направлены на то, чтобы еще более подробно наметить траекторию внутреннего ядра, чтобы точно выяснить, почему оно смещается.

«Танец внутреннего ядра может быть даже более оживленным, чем мы знаем до сих пор», — сказал Видейл.