Когато сърцето на Земята спре: Какво означават промените в земното ядро

Въртенето на твърдото вътрешно ядро ​​на Земята наскоро почти напълно спряло и може да обърне своята посока. Такова заключение направиха учени от Пекинския университет. Изследване на китайските учени И Ян и Сяодун Сон, публикувано в списание Nature Geosience,​​ предизвика смут в западната преса.

В своята статия геолозите са анализирали сеизмичните вълни, генерирани от земетресения, и са стигнали до извода, че вътрешното ядро ​​на Земята е „почти спряло да се върти през последното десетилетие“ и може би точно в момента „започва да се върти в обратна посока“.

„Ние анализираме повтарящи се сеизмични вълни от началото на 90-те години [на миналия век] и показваме, че всички траектории, които преди са показвали значителни времеви промени, са претърпели незначителни промени през последното десетилетие. Този модел носи глобален характер и предполага, че въртенето на вътрешното ядро наскоро е спряло“, се казва в изследването.

Публикуваната статия разпали ожесточени спорове на Запад за влиянието на земното ядро ​​върху протичащите на планетата процеси.

Например в материал на The Washington Post се казва, че получените данни ни карат да мислим за влиянието на ядрото върху продължителността на денонощието и колебанията в магнитното поле на Земята.

„Измененията, които са забелязали, са допустими, въпреки че какво всъщност се случва, не е толкова ясно“, споделя мнението си пред The ​​Wall Street Journal американският професор Джон Видейл.

На свой ред The ​​New York Times написа, че всичко звучи като подготовка „за блокбъстър, който разрушава света“, но в същото време призова читателите да не се притесняват. Какво обаче означават промените в недрата на Земята?

Тайните на дълбините

Земята се състои от няколко слоя. Ние живеем върху външния и най-тънък – земната кора. Под него има пластична, но като цяло твърда мантия. След това – външното ядро от течно желязо. И накрая, в самия център, е вътрешното ядро, гореща, плътна топка от твърдо желязо и никел с размерите на Плутон.

Практически всички данни за структурата на планетата учените получават от наблюдения на разпространението на сеизмични вълни, които възникват по време на земетресения. Според отклоненията и промените в тяхната скорост геофизиците определят границите между дълбините, а също така преценяват състава на вътрешните слоеве.

Обемните сеизмични вълни биват надлъжни и напречни. Първите се държат различно в твърда и течна среда, докато вторите изобщо не се разпространяват в течност.

Предположението, че ядрото е нееднородно и се състои от две обвивки – външна течна и вътрешна твърда, е изразено за първи път през 1936 г. от датския геофизик Инге Леман въз основа на анализ на сеизмичните вълни от голямо земетресение в южната част на Тихия океан. Последвалите геофизични изследвания позволили да се направи извод, че горният ръб на ядрото се намира на дълбочина 2900 километра, а на 5100 действително има граница между двете среди.

Смяна на посоката

Земята се върти от запад на изток, като прави пълен оборот за 24 часа. Теоретично вътрешното ядро ​​може да се движи малко по-бързо или по-бавно, тъй като не е свързано с твърдата мантия. Първите данни за неговата динамика са получени през 1996 г. от агеофизиците в Колумбийския университет Сяодун Сон и Пол Ричардс.

Те изхождали от това, че вълните, отразени от отдалечаващи се области на повърхността на ядрото, трябва да достигнат сеизмографските сензори по-късно, отколкото от приближаващите. Измерванията показали, че вътрешното ядро ​​се върти с около един градус на година по-бързо от останалата част на Земята, но скоростта се мени.

В новото изследване Сяодун Сон (сега вече професор в Пекинския университет) и неговия колега И Ян анализирали траекториите на сеизмичните вълни от повтарящи се земетресения в близките региони от 60-те години на миналия век до наши дни. Оказало се, че от 2009 г. практически няма разлики във времето при преминаването на вълните. Това означава, че ядрото е спряло. Възможно е това да се дължи на предстояща промяна в посоката на неговото въртене спрямо мантията.

Според оценките това се случва на цикли. Предишното „обръщане“ е било в началото на 70-те години.

„Наблюденията свидетелстват за динамично взаимодействие на слоевете на Земята, от ядрото и мантията към повърхността, но са необходими допълнителни изследвания, за да се определи какви са механизмите“, пишат учените.

„Сърцето“ на Земята

Вътрешното ядро, „сърцето“ на Земята, играе важна роля преди всичко в генерирането на магнитното поле, което предпазва планетата от разрушителната космическа радиация. Без този щит възникването и развитието на живота биха били невъзможни.

Смята се, че магнитното поле се генерира от електрични токове, възникващи при конвекцията на течния метал на външното ядро ​​около твърдото „сърце“. Това е един вид динамо. Колебанията са възможни поради магнитния момент на външното ядро ​​и гравитационното забавяне на мантията.

Според изчисленията дори малък дисбаланс на електромагнитни и гравитационни сили е достатъчен, за да забави и след това да обърне въртенето на вътрешното ядро. Неслучайно това съвпада с 60 – 70-годишните цикли в колебанията на магнитното поле и продължителността на денонощията (микросекундни аномалии).

Малки вибрации

Но геофизиците от Университета в Южна Калифорния Уей Уан и Джон Видейл смятат, че колебанията във вътрешното ядро ​​се случват много по-често. Преди година те са анализирали данни, получени от голяма сеизмична антена (LASA – Large Aperture Seismic Array) на ВВС на САЩ в Монтана след съветските подземни ядрени опити през 1971 – 1974 г. на Нова земя и видели, че скоростта на въртене на вътрешното ядро ​​е около 0,29 градуса на година по-голяма, отколкото на мантията.

Прилагайки същия подход към атомните взривове на Аляска през 1969 и 1971 г., те получили обратния резултат: скоростта на ядрото се оказала с 0,1 градус на година по-малка, отколкото на останалата Земя.

Въз основа на това геофизиците направили извод, че през 1971 г. вътрешното ядро ​​е започнало да се върти в обратна посока. Според техния модел подобни „обрати“ се случват около веднъж на шест години. Интересното е, че колебанията в продължителността на денонощието имат такива, по-кратки цикли.

Нови изследвания трябва да добавят яснота. И животът на планетата не е застрашен по никакъв начин.

„Това, което се случва, не е напълно разбрано, но наблюденията са напълно приемливи“, казва проф. Видейл.

А някои учени смятат, че вътрешното ядро ​​изобщо е неподвижно, обяснявайки разликата във времето на преминаване на вълните с неравности на неговата повърхност.

ОЩЕ: Ядрото на Земята сменя рязко скоростта и посоката си на въртене, а понякога дори спира