Любой человек, у которого в школе была даже тройка по географии, наверняка помнит, что Земля – это не монолитная каменная планета, болтающаяся посреди холодной пустоты бескрайнего космоса. Она состоит из нескольких слоев, и всем нам повезло населять внешний и самый тонкий из них, который называется корой. Это тектонические плиты, медленно движущиеся по вязкой мантии.
Ещё ниже находится ядро. Внешняя его часть имеет толщину около 2200 километров, раскалена до 5500 градусов по Цельсию, и состоит из железа с никелем. Она вращается вокруг более холодного и твердого внутреннего ядра, и это движение генерирует магнитное поле, защищающее планету от космического излучения.
Такая структура описана во всех школьных учебниках, она является фундаментальной основой для множества исследований и компьютерных симуляций. Однако не так давно два сейсмолога из Австралийского национального университета совершили открытие, которое, возможно, заставит отредактировать учебные пособия и пересмотреть некоторые результаты научных изысканий
21 февраля 2023 года в журнале «Nature Communications» была опубликована статья, в которой сообщается, что у Земли есть еще один слой – относительно небольшое кристаллическое железоникелевое центральное ядро, которое окрестили «глубочайшим внутренним ядром» (innermost inner core).
Подозрения относительно наличия у Земли дополнительного слоя существуют уже в течение двух десятилетий. Он был описан в одном авторитетном научном журнале «Proceedings of the National Academy of Sciences» ещё в 2002 году. Однако сбор доказательств требует времени. Если учесть, что в данном случае была задействована сейсмология, ученым пришлось ждать землетрясений, а затем анализировать полученные данные.
Как бы то ни было, ученый тандем в составе Тань Сон Фама и Хрвое Ткальчича с помощью сейсмометров отследил реверберации, порождающиеся подземными толчками. Здесь в очередной раз вспомним, что наша планета состоит из нескольких слоев, которые постоянно движутся относительно друг друга. Когда возмущения, вызывающиеся этой деятельностью, доходят в виде землетрясений до поверхности, это провоцирует эффект, похожий на удар в колокол. «Звон» от него довольно долго разносится по небесному телу.
Ударные волны проносятся с одной стороны планеты до другой и проходят по пути сквозь ядро. И эти вибрации указали на то, что внутри неё есть тот самый «центральный шарик».
Различные модели выявили небольшие отличия в структуре железа в центре Земли, они отмечены темными кружками графиках внутри зеленой области внутреннего ядра.
Ученые проанализировали колебания, вызванные тремя землетрясениями, случившимися на одном из островов Аляски в 2018 году. Их последствия фиксировались несколькими сейсмическими станциями в разных частях планеты.
Тань Сон Фам заявляет, что отличия между внутренним и центральным ядрами не так выражена, как, например, между мантией и ядром. Вряд ли кому-то когда-нибудь удастся заглянуть туда, чтобы попытаться произвести визуальное сравнение, но принципиальная разница между этими слоями невелика. Это всего лишь немного иная кристаллическая структура соединений железа и никеля.
Несмотря на то, что открытие было сделано совсем недавно, некоторые ученые уже успели сформулировать далекоидущие выводы. Геофизик Джон Тардуно, например, предположил, что центральное ядро сформировалось из-за изменений в вышележащих слоях недавно, менее миллиарда лет назад. По его мнению, крупные куски земной коры погрузились в мантию, что изменило процессы обогрева ядра. Это впоследствии привело к появлению не только центрального железоникелевого шара, но и магнитного поля Земли.