• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Геологи построили изображение внутреннего ядра Земли


Внутреннее ядро Земли, обработанное сейсмическими волнами PKIKP для двух разных регионов. Выборка траектории лучей PKIKP для внутреннего ядра, используемая в данном исследовании, показана для (A) Северной и Южной Америки в квазизападном и (B) Австралазии в квазивосточном полушарии. Слева — прозрачные земные недра, справа — увеличенное внутреннее ядро (красное). Красные точки — землетрясения, зеленые — сейсмоприемники. Лучи аппроксимируют траектории волн PKIKP, и их цвет пропорционален остаточному времени хода PKiKP-PKIKP относительно среднего значения / © Scientific Reports, Hrvoje Tkalčić et al.

Современное представление о ядре Земли как о неоднородном объекте, состоящем из внутреннего (твердого) и внешнего (расплавленного) слоев, сформулировал в 1936 году датский физик Инге Леманн. Со временем методы исследования внутренностей нашей планеты совершенствовались — и понимание его устройства расширялось. В частности, внутреннее ядро Земли играет пассивную, но важную роль в перемешивании внешнего и, как следствие, поддержании постоянства магнитного поля.

Однако, по объективным причинам: внутреннее ядро находится на глубине более пяти тысяч километров, человечество знает про центр Земли далеко не все. Например, температура плавления железа, основного компонента внутреннего ядра, при том давлении, что существует на такой глубине, варьирует от 5000 Кельвин (4726,85 °C) до 7000 Кельвин (6726,85 °C) в зависимости от примесей и условий. Также неопределенной остается и теплопроводность сердцевины.

Группа геофизиков из Австралии, Китая и Европы решила узнать, какой тип термоконвекции присущ внутреннему ядру Земли. Для этого специалисты собрали данные о времени и длине пробега волн PKIKP и PKiKP (они проходят сквозь центр планеты, только первые проникают под границу внутреннего ядра и возникают на сейсмограммах раньше, а вторые отражаются от нее и возникают позже). Высчитав разницу между временем двух волн (всего их 5477), ученые построили трехмерную модель верхнего слоя внутреннего ядра Земли с его температурными отпечатками. Результаты научной работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

Карты температурного поля во внешней части внутреннего ядра с контурами и линиями течения. (A) Карты центрированы на 0° (вверху) и 180° (внизу). Обратите внимание, что температуры на этой карте варьируются от -200 до 600 °C от средней температуры поверхности. (B) Линии течения для модели 1 в самых внешних 15% внутреннего ядра в области, определяемой плотностью томографической модели, показанной красным (высокая температура)/синим (низкая температура) цветами на разрезе по глубине. Маркеры деформации введены на глубине и прослежены на полуобороте по мере их распространения по поверхности. (C) Как и (B), но для модели 2, в которой вводится застойный внутренний слой ядра / © Scientific Reports, Hrvoje Tkalčić et al.

Полученная томограмма внешнего слоя внутреннего ядра глубиной 100 километров выявила несколько особенностей. Волны сжатия (обозначаются буквой P) проходили восточное полушарие с большей скоростью, чем западное — хотя в этом регионе был выступ от центральной Атлантики до Центральной Америки, который P-волны пробегали быстро. Измерив температуру по затуханию волн, исследователи обнаружили самую холодную область под северной частью Атлантического океана — температура поверхности внутреннего ядра там ниже средней на 200 Кельвин.

Самые горячие точки находились по бокам от холодной — в северной части Южной Америки, там температура на 600 Кельвин выше среднего, и широкая область на юге Азии от Средиземноморья до восточной Австралазии, она горячее на 300 Кельвин. На основе этих данных авторы предположили, что кристаллы железа во внутреннем ядре, вероятно, ориентированы радиально в сторону от горячих точек вдоль поверхности. Эти анизотропные особенности говорят о сложном устройстве тепловой конвекции в центре Земли: существуют как внутренние, локализованные источники нагрева, так и нелокализованные.

Своеобразную анизотропную ориентацию кристаллов железа авторы объяснили тем, что в прошлом, возможно, вся поверхность внутреннего ядра подвергалась конвекции. В результате возникла устойчивая структура, а когда ядро остыло, его сердцевина перестала конвектировать и кристаллы застыли в той ориентации, которую засекли датчики сейсмографов. А внешняя оболочка тем временем продолжает участвовать в теплообмене.


Source: https://oaoo.ru/geolog/geologi-postroili-izobrajenie-vnytrennego-iadra-zemli.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Геологи собрали первый полный каталог происхождения минералов

Малахит появился уже после того, как в атмосфере стал накапливаться кислород / ©ARKENSTONE, Rob Lavinsky / Автор: Caristania...

Ученые решили «проблему пропавшего льда» во время максимума последнего оледенения

Новая карта глобального оледенения 20 тысяч лет назад. Толщина ледников показана цветом — самые тонкие салатовым, самые толстые...

Ученые раскрыли тайну образования континентов

В геологическом смысле континент соответствует крупному блоку коры континентального типа и включает в себя кроме суши также территорию...

Алмаз выдержал рекордное давление в 20 миллионов атмосфер

55 Рака e — экзопланета, как считается, исключительно богатая графитом и алмазами / ©NASA, JPL-Caltech / Автор: Plinia...

В Антарктике впервые обнаружена утечка придонного метана

Процессы, проходящие в Антарктике, серьезно тревожат ученых / Pixabay / Автор: Euclio Drusus Ученые из Университета штата Орегон...

Самые крупные и редкие алмазы образуются в недрах Земли, намного глубже обычных

Реплика алмаза «Куллинан» / ©Bench Jewellery Co. / Автор: Александр Литвинов Алмазы формируются при высоких температурах и давлении...

Ученые создали модель внутренней структуры вулканов

Изображение внутренней системы вулкана / © Университет Абердин / Автор: Plinia Abito Группа европейских ученых из университетов Абердина,...

Пандемия Covid-19 привела к снижению глобальной сейсмической активности

Пустое кафе в Швеции / ©Blondinrikard Fröberg / Автор: Caristania Fabricius Правительства разных стран пытаются сдержать распространение коронавируса...

Шлейф от извержения вулкана в Полинезии оказался самым высоким за историю наблюдений

Снимок сделанный японским спутником Himawari-8 через 100 минут после начала извержения / ©Simon Proud, Oxford University, RALSpace NCEO,...

Движение океанических плит земной коры замедляется по неизвестной причине

На карте синим обозначены самые старые участки океанической коры, красным — самые молодые, расположенные вдоль срединно-океанических хребтов /...

Ученые: в 2020 году Земля вращалась быстрее обычного

©ESO, F. Kamphues / Автор: Андрей Чернов 2020 год оказался одним из самых коротких в буквальном смысле этого...

Спутниковые радары показали, что почти половина крупнейших городов Китая медленно погружается под воду

Шанхай / © Ralf Leineweber, unsplash.com Во многих прибрежных городах по всему миру оседание грунта сегодня превышает абсолютный...

Во времена ледяного человека Этци часть альпийских вершин, возможно, была свободна ото льда

Место находки тела Этци отмечено красной меткой / ©ru.wikipedia.org / Автор: Владимир Богданов Исследование опубликовано в журнале Scientific...

Скорость циркуляции воды в Атлантике упала до самого низкого за 1000 лет уровня

Гольфстрим — часть Атлантической меридиональной циркуляции / © Getty Images / Автор: Александр Литвинов Новое исследование показало, что одна...

Внутреннее ядро Земли может быть богато кислородом

© Jin Liu / Автор: Александр Литвинов Кислород, необходимый для жизни большинства существ, — один из самых распространенных...

Запад США ждет аномальная засуха. Впервые в истории правительство готовится к ограничениям подачи воды

На склонах Черного каньона, где расположена дамба Гувера, видны следы рекордно высокого уровня воды, достигнутого в 1983 году....

Ледяные керны помогли проследить два миллиона лет истории атмосферы

Профессор Эдвард Брук (Edward Brook) демонстрирует один из образцов, датированных возрастом два миллиона лет / ©Oregon State University...

Геологи смоделировали «почву» для выращивания растений на Марсе

Кадр из к/ф “Марсианин” / ©svopi.ru / Автор: Visellia Orfius Исследование опубликовано в журнале Icarus. Терраформирование Марса —...

Рекордное озеленение: за 30 лет площадь растительности в Гренландии удвоилась

Вид на коммуну Тасиусак в Гренландии / © Encyclopædia Britannica Исследователи из Лидского университета (Великобритания) выяснили, насколько преобразилась...

Современное изменение климата оказалось резче, чем при падении астероидов и комет

/ Автор: Александр Литвинов Американские ученые суммировали данные по соотношению изотопов различных элементов в морских отложениях за последние...