Схематическое изображение внутреннего строения Земли.
Скорость вращения Земли меняется очень незначительно — всего на несколько миллисекунд в течение десятилетий. Геофизики измеряют эти изменения, наблюдая за положением нашей планеты относительно далеких космических объектов. Ученые давно подозревали, что эти вариации связаны с взаимодействием между ядром Земли и ее каменной мантией, однако природа задействованных сил оставалась неясной.
Ядро Земли представляет собой шар размером с Марс, состоящий преимущественно из железа и расположенный в центре планеты. Твердое внутреннее ядро может вращаться независимо внутри расплавленного внешнего ядра. Ученые предложили несколько механизмов, с помощью которых эти части ядра могут взаимодействовать с окружающей их мантией, замедляя или ускоряя общее вращение планеты.
Матье Дамберри и Хуэйфэн Чжан из Университета Альберты в Канаде разработали модель, чтобы изучить, как различные комбинации этих сил могут влиять на длину земных суток. Ключевым элементом модели стали данные исследования 2023 года, в котором с помощью сейсмических волн от землетрясений измерялась скорость вращения внутреннего ядра с 1960-х годов. Выяснилось, что примерно до 2010 года внутреннее ядро вращалось немного быстрее остальной планеты, а затем начало замедляться.
Ученые обнаружили, что внутреннее ядро Земли вращается неравномерно.Ученые обнаружили, что их модель лучше всего соответствует реальным данным об изменениях длины дня, когда доминирующей силой выступает гравитационный момент. Однако он должен уравновешиваться электромагнитным и механическим моментами, действующими в противоположном направлении. «Прежде чем мы получили результат, мы не знали, что эти силы конкурируют друг с другом», — отмечает Чжан.
Согласно предложенной модели, внутреннее ядро «стремится выровняться» с мантией, поскольку их плотные области притягиваются друг к другу. Но со временем потоки внешнего ядра смещают его на запад, после чего гравитация медленно возвращает его обратно на восток. «Существует конкуренция между моментами, — объясняет Дамберри, — но гравитация все равно побеждает».
Полученные результаты также могут подтвердить существование двух гигантских аномалий в нижней мантии Земли — так называемых областях с пониженной скоростью сейсмических волн по разные стороны ядра. Есть основания думать, что они не только горячее, но и химически отличаются от остальной мантии. Новая работа дает дополнительные аргументы в пользу этого, что важно для понимания происхождения этих загадочных структур.
Ранее ученые обнаружили, что земная кора под Италией «расстегивается», и это происходит впервые.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
