2019-12-21 20:12

Ученые считают, что в ядре Земли идет железный "снег"

Ученые предложили модель, объясняющую характер проходящих сквозь Землю сейсмических волн. Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале JGR Solid Earth, на границе внешней и внутренней частей ядра существует слой суспензии, содержащей кристаллы железа.

Процессы, происходящие в ядре, оказывают влияние на геологическую жизнь планеты в целом, определяя характер магнитного поля Земли и глобальной тектоники. Десятилетиями геофизики пытались найти объяснение тому факту, что упругие волны, распространяющиеся в недрах нашей планеты, странным образом замедляются, когда проходят через нижние слои внешнего ядра.

К тому же существует заметная разница в том, как волны передаются по обе стороны от ядра: в восточном полушарии их скорость больше, чем в западном. Как будто внешняя поверхность внутреннего ядра покрыта чем-то вязким, причем с западной стороны толщина этого покрытия больше. Все это плохо согласуется с существующими моделями внутреннего строения Земли.

Американские и китайские ученые из Техасского университета в Остине и Сычуаньского университета разработали физическую модель, объясняющую особенности прохождения сейсмических волн через ядро. Авторы предположили, что внутреннее ядро Земли покрыто сверху слоем железного "снега" — крошечных частиц, которые образуются в жидком внешнем ядре и падают на поверхность твердого внутреннего, образуя на нем слой толщиной более 300 километров.

Исследователи сравнивают образование железного "снега" во внешнем ядре с процессом, происходящим внутри магматических камер, когда в жидком расплаве кристаллизуются отдельные минералы и оседают на дно камеры в виде "кумулятивной породы".

"Металлическое ядро Земли работает по принципу магматической камеры в коре, который мы хорошо знаемо", — приводятся в пресс-релизе слова одного из авторов исследования Джан-Фу Линь (Jung-Fu Lin), профессора Школы наук о Земле Джексона при Техасском университете.

Упрощенная схема образования слоя суспензии, содержащей кристаллы железа (черным), на границе внешнего и внутреннего ядра Земли

Еще в начале 1960-х годов советский геофизик Сталий Брагинский предположил, что между внутренним и внешним ядром существует слой шлама, но его идеи тогда не нашли поддержки в научной среде. Современные экспериментальные данные показывают, что такой процесс действительно возможен, и около 15 процентов самой нижней части внешнего ядра может состоять из кристаллов соединений железа.

По мнению авторов, этот накопленный покров шлама, или суспензии и является причиной отклонений реального движения сейсмических волн от теоретических предсказаний. Слой "снега" замедляет сейсмические волны — больше в западном полушарии, где он более толстый, и меньше в восточном.

"Граница внутреннего ядра не является ровной и гладкой поверхностью, и это влияет на теплопроводность и конвекцию в ядре", — говорит руководитель исследования Юджинь Жан из Сычуаньского университета.

Источник: ria.ru

Вернуться к списку новостей