В 2010 году нечто изменило направление движения расплавленного ядра Земли

Фото из открытых источников

Глубоко под землей, под нашими ногами, происходит что-то странное. В расплавленном океане железа, бурлящем во внешнем ядре Земли, участок, расположенный глубоко под Тихим океаном, внезапно изменил направление и начал двигаться на восток, против обычного западного течения планеты.

Согласно спутниковым измерениям магнитного поля Земли, это произошло в 2010 году, и ученые до сих пор пытаются выяснить причину этого явления. Результаты нового исследования были опубликованы в Journal of Studies of Earth's Deep Interior.

«Масштабное изменение направления течения под Тихим океаном поднимает новые вопросы о поведении глубоких недр Земли», — объясняет геофизик Фредерик Даль Мадсен из Эдинбургского университета. «Ученые теперь хотят понять, представляет ли собой это изменение направление потока кратковременную флуктуацию, часть повторяющихся колебаний или новое стабильное равновесие для циркуляции в ядре океана. Дальнейший мониторинг будет необходим для определения того, как будет развиваться поток в ближайшие годы».

Изменения во внутренней структуре нашей планеты — это не просто пустяк. То, что там происходит, имеет решающее значение для обитаемости нашей планеты.

Именно в бурлящем, расплавленном, проводящем металле в ядре Земли генерируется планетарное магнитное поле, поскольку кинетическая энергия преобразуется в магнитную энергию, которая расширяется, образуя защитную клетку из линий магнитного поля, обвивающих планету. Этот двигатель в ядре называется геодинамо.

Магнитное поле жизненно важно для нашего дальнейшего существования. Оно помогает удерживать атмосферу, которой мы дышим, и предотвращать проникновение вредного космического излучения.

Но чтобы понять это, нужно использовать внешние магнитные поля, чтобы проникнуть в хтоническую тьму, скрытую глубоко в недрах Земли. Изучая изменения магнитного поля Земли, ученые ранее установили, что расплавленное внешнее ядро Земли обычно течет в западном направлении.

Затем, в 2011 году, произошло нечто неожиданное. Ученые обнаружили признаки того, что течение под Тихим океаном движется на восток. Теперь, изучив спутниковые данные за 27 лет, с 1997 по 2025 год, Мадсен и его коллеги смогли составить представление о том, что может происходить там, внизу.

Большая часть движения внешнего ядра определяется циркуляционной системой, называемой эксцентрическим планетарным вихрем. 

Анализ исследователей показывает, что в 2010 году в регионе под Тихим океаном часть внешнего ядра резко отклонилась от этой модели, перейдя от слабого западного течения до 2010 года к сильному восточному течению после 2012 года.

Этот поток продолжал усиливаться до 2020 года. Однако, судя по последним измерениям, он, похоже, снова ослабевает.

Это явление, по-видимому, не представляло собой небольшой вихрь или локальное возмущение, а составляло около 5 процентов поверхностного потока во внешнем ядре. Сигнал также не соответствовал околосферным зональным полосам, наблюдаемым на таких жидких телах, как Юпитер и Сатурн.

Скорее, она имела большую волнообразную структуру – как будто кусок расплавленного материала ядра внезапно передумал двигаться в противоположном направлении.

Это было совершенно неожиданно. Ученые предполагали, что крупномасштабное течение во внешнем ядре Земли более или менее стабильно и постоянно. Это открытие говорит о том, что существуют процессы, которые могут влиять на него достаточно сильно, чтобы изменить его поведение в целом, и что внутреннее строение нашей планеты может быть более динамичным и изменчивым, чем мы думали.

Точная причина внезапных изменений неизвестна, но другие измерения, проведенные примерно в то же время, указывают на то, что в 2010 году происходили серьезные изменения.

Примерно каждые 5,8 лет продолжительность земных суток немного меняется — это явление связывают с ядром Земли. В 2010 году произошло нарушение этого цикла, которое не разрешилось до 2014 года.

Также были обнаружены сейсмические признаки, свидетельствующие о том, что поведение внутреннего ядра могло измениться примерно в это время.

Спутники также зафиксировали серию геомагнитных скачков в 2017 году — резких сбоев в магнитном поле Земли, связанных с турбулентной активностью глубоко внутри ядра. Исследователи полагают, что эта активность может быть связана с изменениями, произошедшими в 2010 году.

Ничто из этого не представляет опасности для нас, обитателей поверхности Земли, но поскольку магнитное поле Земли играет столь важную роль в защите от космической погоды, понимание механизма, который им управляет, поможет ученым улучшить прогнозирование.

«Это исследование поднимает интригующие вопросы о том, как динамически связаны самые глубокие слои Земли», — говорит Элизабетта Иорфида, научный сотрудник миссии Swarm Европейского космического агентства. «По мере того как магнитное поле продолжает эволюционировать, спутниковые миссии предоставляют все более детальное представление о динамических процессах, разворачивающихся глубоко внутри нашей планеты, показывая, что ядро Земли может быть гораздо более изменчивым и сложным, чем считалось ранее».