Исследователи подтвердили, что внутреннее ядро Земли твердое

Группа исследователей во главе с доцентом Хрвое Ткальчич (Hrvoje Tkalčić) и доктором наук Тхан-Сон Пхамом (Than-Son Phạm) изобрели способ выявления во внутреннем ядре планеты сдвиговых волн — или «J волн», — которые могут перемещаться только сквозь твердые объекты. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

«Мы обнаружили, что внутреннее ядро Земли действительно твердое, однако более мягкое, чем считалось ранее. Если наши результаты верны, то внутреннее ядро обладает некоторыми эластичными свойствами — наподобие золота или платины. Внутреннее ядро — что-то вроде капсулы времени: если нам удастся разгадать его тайну, то мы поймем, как была сформирована планета и как она развивается», — уверен Ткальчич.

 
Внутренние сдвиговые волны настолько малы и слабы, что наблюдать их напрямую невозможно, поэтому исследователям пришлось искать творческий подход. Найденный метод позволяет ученым концентрироваться на сходстве между сигналами двух радаров после крупного землетрясения, а не на прямых поступлениях волн. Тот же способ сотрудники Австралийского университета применяли при измерении толщины льда в Антарктиде.

Чтобы избавиться от больших сигналов, ученые отбросили результаты первых трех часов сейсмограммы и сконцентрировались на промежутке от трех до десяти после крупного землетрясения. Используя глобальную сеть станций, исследователи взяли каждую пару приемников и каждое большое землетрясение и измерили сходство между сейсмограммами. Это называется перекрестной корреляцией или мерой сходства, на основе которой и была построена глобальная коррелограмма — некий слепок Земли. 

Данные показали, что ядро действительно твердое, как и считалось ранее, со скоростями сдвиговой волны и сдвиговыми модулями 3,42 ± 0,02 километра в секунду и 149,0 ± 1,6 гигапаскаля вблизи внутренней границы ядра и 3,58 ± 0,02 километра в секунду и 167,4 ± 1,6 гигапаскаля в центре Земли. Это говорит о том, что в действительности ядро на 2,5% мягче, чем широко используемая предварительная эталонная модель Голубой планеты.

Результаты исследования могут быть использованы для демонстрации существования J-волн и определения скорости сдвиговой волны во внутреннем ядре. Сами ученые говорят, что полученные данные — лишь начало, а впереди их ждет еще больше увлекательных фактов. 

«Мы еще не знаем, какова точная температура внутреннего ядра, каков его возраст и как быстро оно затвердевает, однако сейчас мы стали еще ближе к ответу и на эти вопросы», — говорит Ткальчич. 

По словам ученого, понимание внутреннего ядра планеты необходимо для поддержания состояния геомагнитного поля Земли, без которого на ее поверхности не будет условий для жизни.