Внутреннее ядро ​​Земли колеблется, а не постоянно вращается, как считалось ранее, показывает исследование

Ученые нашли доказательства того, что внутреннее ядро ​​Земли колеблется, что противоречит ранее принятым моделям, предполагавшим, что оно постоянно вращается с большей скоростью, чем поверхность планеты.

Согласно анализу сейсмических данных, новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что внутреннее ядро ​​изменило направление за шестилетний период с 1969 по 1974 год.

Ученые говорят, что их модель движения внутреннего ядра также объясняет изменение продолжительности дня, которое, как было показано, постоянно колеблется в течение последних нескольких десятилетий.

«Исходя из наших выводов, мы можем видеть сдвиги поверхности Земли по сравнению с ее внутренним ядром, как люди утверждали в течение 20 лет», — сказал Джон Видейл, соавтор исследования и декан профессор наук о Земле в USC Dornsife College of Letters. Искусства и науки.

«Однако наши последние наблюдения показывают, что внутреннее ядро ​​вращалось немного медленнее с 1969 по 1971 год, а затем двигалось в другом направлении с 1971 по 1974 год.

Мы также отмечаем, что продолжительность дня увеличивалась и уменьшалась, как и предсказывалось.

«Совпадение этих двух наблюдений делает осцилляцию вероятной интерпретацией».

Анализ атомных испытаний точно определяет скорость и направление вращения ядра Земли

Наше понимание внутреннего ядра значительно расширилось за последние 30 лет. Было показано, что внутреннее ядро ​​— горячий, плотный шар из твердого железа размером с Плутон — движется и/или изменяется на протяжении десятилетий.

Также невозможно наблюдать напрямую, а это означает, что исследователи изо всех сил пытаются с помощью косвенных измерений объяснить закономерность, скорость и причину движения и изменений.

Исследование, опубликованное в 1996 году, было первым, в котором предположили, что внутреннее ядро ​​вращается быстрее, чем остальная часть планеты — также известное как супервращение — примерно на 1 градус в год.

Последующие открытия Видейла укрепили идею о том, что внутреннее ядро ​​вращается сверхвысокой скоростью, хотя и с меньшей скоростью.

Используя данные сейсмической решетки с большой апертурой, объекта ВВС США в Монтане, исследователь Вей Ван и Видейл обнаружили, что внутреннее ядро ​​вращается медленнее, чем предполагалось ранее, примерно на 0,1 градуса в год.

В исследовании анализировались волны, генерируемые советскими подземными ядерными испытаниями в 1971-74 годах на арктическом архипелаге Новая Земля, с использованием новой техники формирования луча, разработанной Видейлом.

Новые результаты появились, когда Ван и Видейл применили ту же методологию к паре более ранних атомных испытаний под островом Амчитка на оконечности архипелага Аляски — Милроу в 1969 году и Канникин в 1971 году.

Измеряя волны сжатия, возникающие в результате ядерных взрывов, они обнаружили, что внутреннее ядро ​​имеет обратное направление, вращаясь не менее чем на одну десятую градуса в год.

Это последнее исследование стало первым случаем, когда хорошо известное шестилетнее колебание было выявлено посредством прямых сейсмологических наблюдений.

«Идея о том, что внутреннее ядро ​​колеблется, была моделью, которая существовала, но сообщество разделилось во мнениях относительно ее жизнеспособности», — говорит Видейл. «Мы пришли к этому, ожидая увидеть то же направление и скорость вращения в более ранней паре атомных испытаний, но вместо этого увидели обратное. Мы были весьма удивлены, обнаружив, что он движется в другом направлении».

Будущие исследования, чтобы глубже понять, почему сформировалось внутреннее ядро ​​Земли

Видейл и Ван отметили, что будущие исследования будут зависеть от обнаружения достаточно точных наблюдений для сравнения с этими результатами.

По словам Вана, используя сейсмологические данные атомных испытаний в предыдущих исследованиях, они смогли определить точное место и время очень простого сейсмического события.

Однако сейсмическая группа с большой апертурой в Монтане закрылась в 1978 году, и эра подземных атомных испытаний в США закончилась, а это означает, что исследователям придется полагаться на сравнительно неточные данные о землетрясениях, даже с учетом последних достижений в области приборостроения.

Исследование подтверждает предположение о том, что внутреннее ядро ​​колеблется на основе изменений продолжительности дня — плюс-минус 0,2 секунды в течение шести лет — и геомагнитных полей, которые соответствуют теории как по амплитуде, так и по фазе. Видейл говорит, что результаты дают убедительную теорию для многих вопросов, поставленных исследовательским сообществом.

«Внутреннее ядро ​​не зафиксировано — оно движется под нашими ногами, и кажется, что оно перемещается туда-сюда на пару километров каждые шесть лет», — сказал Видейл.

«Один из вопросов, на который мы пытались ответить, заключается в том, движется ли внутреннее ядро ​​постепенно или оно в основном заблокировано по сравнению со всем остальным в долгосрочной перспективе? Мы пытаемся понять, как сформировалось внутреннее ядро ​​и как оно перемещается во времени — это важный шаг в лучшем понимании этого процесса».

Автор Пол Маккуистон.