• 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

Внутреннее ядро Земли может быть богато кислородом

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

Предсказана катастрофа земной атмосферы

©Jimi Moso / Автор: Александр Литвинов Атмосфера современной Земли более чем на 20 процентов состоит из чистого молекулярного...

Геологи собрали первый полный каталог происхождения минералов

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

Гренландия поднимается быстрее, чем тонет

Льды Гренландии / Ⓒ Википедия / Автор: Владимир Богданов Гренландия и Антарктида на протяжении многих миллионов лет сжаты...

Геологи построили изображение внутреннего ядра Земли

Внутреннее ядро Земли, обработанное сейсмическими волнами PKIKP для двух разных регионов. Выборка траектории лучей PKIKP для внутреннего ядра,...

Геологи нашли следы «мегаизвержений», которые пережило человечество в каменном веке

©Mark Garlick / Автор: Telestis Scaevinius Самым мощным в письменной истории считается извержение вулкана Тамбора в 1815 г....

Геологи нашли пропавшую тектоническую плиту

Трехмерная блок-схема Северной Америки, показывающая томографическое изображение мантии. Метод развертывания плиты, используемый для выравнивания тектонической плиты Фараллон /...

Одна сторона Земли теряет больше тепла, чем другая

Тихий океан / ©Getty images / Автор: Messiena Lucretius Работа опубликована в журнале Geophysical Research Letters. На тепловой...

Изменения климата грозят экстремальными потопами в городах и небольших водосборных бассейнах

©Universal Pictures / Автор: Messiena Lucretius Комплексное исследование провели специалисты из Центра Тиндалла по исследованию изменения климата и...

Исследование подтвердило, что ураганы станут сильнее

На Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии тропические циклоны называются тайфунами, а в Северной и Южной Америке —...

ИИ позволит предсказывать землетрясения за несколько дней

Следы калифорнийского землетрясения 2014 года магнитудой 6,0 — одного из 19, использованных для обучения нейросети / ©US Geological...

Геологи обнаружили следы цунами от падения погубившего динозавров астероида

©Mark Garlick / Автор: Sycophanta Duccius Около 66 миллионов лет назад массивный астероид, упавший на Землю близ нынешней...

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...

Ржавеющее земное ядро может выделять алмазы на границе с мантией

Строение земных недр. Синим показаны фрагменты океанической коры, погружающиеся к границе ядра (большая их часть не достигает нижней...

Ученые объяснили возникновение катастрофических наводнений после лесных пожаров

Пожары 2020 года на фоне Лос-Анджелеса: снимок с высоты Обсерватории Маунт-Вилсон / ©Doc Searls, Flickr / Автор: Татьяна...

Ученые раскрыли тайну образования континентов

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

Геологи назвали Гренландию родиной Скандинавии

Геологи назвали Гренландию родиной Скандинавии / © Getty images Дания, Швеция, Норвегия и Финляндия покоятся на части земной...

Геологи подтвердили, что древняя Земля могла быть покрыта океаном

©Martin Kornmesser, ESO / Автор: Caristania Fabricius Древняя Земля мало походила на знакомую нам цветущую планету. Некогда суша...

До Гренландии добрались остатки тропического циклона: климат острова переходит в новую фазу

Гренландия, ледовый щит. В периоды таяния ручейки могут сливаться в небольшие временные реки, исчезающие зимой / ©rWikimedia Commons...

Геохимики рассказали о круговороте земной коры

Куски базальта в мантии напоминают шоколадные прослойки в мраморном пироге / Yang, Humauyn & Salters, Science Advances, 2020...