Геологи впервые подтвердили неоднородность земного ядра

Наша планета под слоем мантии имеет ядро, состоящее из жидкой части (внешний радиус — 2200 километров, примерно 4200 километров вниз от нас) и твердой — с радиусом примерно 1300 километров. Изучать внутреннее ядро Земли довольно непросто: это твердое образование, размером чуть уступающее Луне, занимает меньше одного процента от общего объема планеты, и ученые могут лишь строить догадки, как оно формировалось, росло и изменялось со временем. Поскольку образцы вещества ядра недоступны, геологи могут судить о нем только по косвенным геофизическим или геохимическим данным, в том числе «полагаясь» на сейсмические волны, проходящие сквозь ядро во время землетрясений.

Чтобы заглянуть в самые глубокие слои Земли, группа ученых из США, Китая, Франции и Швейцарии воспользовалась специальным набором данных — международной системой мониторинга, чьей изначальной целью было обнаружение ядерных взрывов в рамках соблюдения Договора о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний, заключенного в 1996 году. Эта система, состоящая из двух десятков групп сейсмометров по всему миру, обеспечила исследователей кладезем полезной информации из самых разных областей науки — от геологии до биологии и метеорологии.

Ядро нашей планеты состоит в основном из железа и никеля с небольшой примесью других элементов и делится на два слоя: жидкий внешний и твердый внутренний. Ранее ученые полагали, что состав ядра довольно однородный, как у обычного металлического шарика. Однако анализ сейсмических волн от 2455 землетрясений магнитудой более 5,7 показал, что структура ядра неоднородна и наряду с твердым металлом в нем существуют жидкие включения.

Ученые предполагают, что причиной появления таких включений может быть скорость формирования ядра, ведь чем глубже к центру Земли, тем неоднородность ядра сильнее. Вероятно, поначалу оно формировалось очень быстро, но затем процесс замедлился. В итоге внешние слои ядра — толщиной около 500–800 километров, твердые и плотные, а вот внутренние, по сути, полужидкие.

Таким образом, данные исследования, опубликованного в журнале Nature, подчеркивают, что внутреннее ядро нашей планеты — не просто скучный шарик из раскаленного металла, а настоящая «планета в планете», обладающая собственной структурой и особенностями поведения. Лучшее понимание свойств ядра нужно ученым для точного выяснения механизмов геологических процессов, в конечном счете влияющих не только на распределение полезных ископаемых, но и на вулканическую активность.