|
Внутреннее ядро нашей планеты недавно остановилось
|
|
|
|
Чувствуете, что день тянется? Это может быть не просто признаком того, что вам нужен отпуск. Ученые обнаружили, что продолжительность дней на Земле может увеличиваться благодаря изменениям во вращении внутреннего ядра нашей планеты. Скорость и направление, в котором он вращается, определяются магнитным полем, создаваемым жидким внешним ядром, которое его окружает. Но расчеты, проведенные группой из Пекинского университета в Китае, показывают, что за последние 14 лет он мог замедлиться и даже повернуть вспять. Недра Земли слоистые, как луковица, где твердое железо-никелевое внутреннее ядро имеет радиус 745 миль — примерно три четверти размера Луны — и такое же горячее, как солнце. Он окружен жидким внешним ядром из расплавленного железа и никеля и имеет толщину около 1500 миль. Это внешнее ядро окружено мантией из горячих пород толщиной 1800 миль и покрыто тонкой прохладной каменистой коркой на поверхности.
|
|
|
|
Тот факт, что внутреннее ядро находится внутри жидкого внешнего ядра, означает, что оно может вращаться независимо от вращения Земли. Считается, что вращение во многом определяется магнитным полем Земли, создаваемым внешним ядром. По мере того, как тепло уходит из внутреннего ядра, железо во внешнем ядре перемещается за счет конвекции, и это движение генерирует мощные электрические токи. Вращение Земли вокруг своей оси заставляет эти электрические токи формировать магнитное поле, которое распространяется вокруг планеты и простирается в космос. Но эффект, который это оказывает на вращение внутреннего ядра, уравновешивается гравитационными эффектами мантии, замедляющими его или превращающими в колебания. Однако вопрос о том, как именно вращается внутреннее ядро, часто вызывает споры, в основном потому, что это невозможно наблюдать напрямую.
|
|
|
Исследователям приходится полагаться на косвенные измерения, чтобы объяснить характер, скорость и причину его движения и изменений. Когда сейсмические волны проходят через различные слои Земли, их скорость меняется, и они могут отражаться или преломляться в зависимости от минералов, температуры и плотности этого слоя. Они также могут указывать на любые изменения вращения во внутреннем ядре, так как движутся с разной скоростью по разным его частям. Это свойство было использовано авторами нового исследования, опубликованного сегодня в журнале Nature Geoscience. Они проанализировали сейсмические волны от десятков тысяч землетрясений, которые прошли через внутреннее ядро Земли с 1960-х годов. Было обнаружено, что до 2009 года характеристики времени прохождения и формы волн значительно менялись, когда они проходили через вращающееся внутреннее ядро. Но в том же году на них не повлияло ядро, предполагая, что оно замедлилось и теперь вращалось с той же скоростью, что и Земля.
|
|
|
|
Однако после 2009 года характеристики сейсмических волн свидетельствовали о том, что внутреннее ядро теперь двигалось медленнее, чем остальная часть планеты. Данные также показали, что внутреннее ядро меняет направление вращения каждые 70 лет, причем последний поворотный момент произошел в 1970-х годах. Это коррелировало с регулярными изменениями магнитного поля Земли и продолжительностью дня. Авторы пишут: «Эти наблюдения свидетельствуют о динамическом взаимодействии между слоями Земли, от самых глубоких недр до поверхности, потенциально из-за гравитационного взаимодействия и обмена угловым моментом от ядра и мантии к поверхности». Скорость, с которой наша планета вращается вокруг своей оси, менялась на протяжении всей истории из-за изменений во вращении внутреннего ядра.
|
|
|
|
Когда он замедляется, его гравитационное притяжение к мантии увеличивается, замедляя вращение Земли и увеличивая продолжительность дня. В среднем земные сутки становятся длиннее, а не короче, примерно на одну 74 000-ю секунды каждый год. 1,4 миллиарда лет назад день проходил менее чем за 19 часов по сравнению с 24 часами сегодня. Иногда скорость вращения немного меняется, что влияет на глобальный хронометрист — атомные часы — требуя прибавления или удаления високосных секунд. Всего с 1970-х годов для поддержания точности атомного времени требовалось 27 дополнительных секунд.
|
|
|
|
Источник
|
