Исследование Пекинского университета, опубликованное в январе 2023 года в журнале Nature, показало, что центр планеты замедляет свое вращение. Сейсмолог и старший преподаватель Школы наук о Земле Бристольского университета Джессика Ирвинг пояснила, что это значит. Как выглядит Земля внутри? Земная кора состоит из горных пород. Затем идет огромное пространство, которое называется мантией. Это твердый материал, похожий на камень, но он находится под высоким давлением и высокой температурой, поэтому отличается от камней, которые можно найти на улице. За дном мантии — самые глубокие области Земли, ядро. Оставляем камни позади и входим в большой железный шар в центре. Он оказался там потому, что железо тяжелее камня. Сам металлический шар имеет радиус примерно в половину земного радиуса. Это ядро также можно разделить еще на две отдельные части. Получается, что есть внешнее ядро, которое состоит из расплавленного металла, и посередине — твердое внутреннее; его радиус примерно в пять раз меньше земного. Как изучают изменения в ядре Земли? По словам Джессики Ирвинг, есть множество различных методов, чтобы сделать косвенные наблюдения. Никакая вырытая яма не поможет. На сегодняшний день максимальная глубина, которой удалось достичь, — чуть более 12 километров. Чтобы добраться до внутреннего ядра, необходимо пройти не одну тысячу километров, но такой возможности нет. Поэтому сейсмологи изучают запись волны землетрясения, которая прошла сквозь каменистую мантию, жидкое внешнее ядро, внутреннее ядро и насквозь — к дальней стороне планеты. Затем они пытаются найти другое землетрясение, произошедшее как можно ближе к тому месту и зафиксированное точно таким же сейсмометром. Что заставляет ядро вращаться? На внутреннее ядро действует несколько разных сил, заставляющих его вращаться по-разному. Ядро Земли — это источник магнитного поля, которое называется геодинамо и создается расплавленным железом, движущимся во внешнем ядре планеты. Магнитное поле простирается далеко за пределы поверхности Земли. Оно существует даже в космосе и защищает планету от излучения. Магнитное поле генерируется во внешнем ядре, и вполне возможно, что существуют его скручивающие или тороидальные элементы, которые способны фактически воздействовать на внутреннее ядро, слегка сгибая его. Это вызывает небольшое дифференциальное вращение внутреннего ядра. Также на ядро действуют гравитационные силы. Нижняя часть мантии Земли немного неровная. Гравитация хотела бы, чтобы эти неровные структуры были выровненными относительно внутреннего ядра, чтобы сохранять их стабильность. Но электромагнитные силы стремятся тянуть внутреннее ядро и заставлять его вращаться. Получается, что под землей, прямо в центре планеты, идет битва между различными силами. Что удалось узнать в новом исследовании? Ученые рассматривали пару землетрясений, которые произошли довольно близко друг к другу в разное время, где-то в 1990-х годах, и нашли некоторые различия в том, как сейсмические волны проходили через внутреннее ядро. Но пара более поздних землетрясений, кажется, не показывают различий. В документе исследования говорится, что, возможно, вращение внутреннего ядра происходит с немного другой скоростью по сравнению с каменистыми частями Земли. Это серьезный вывод. Однако это может быть связано с очень незначительными изменениями продолжительности дня. И это также один из выводов, сделанных в научной статье. Какие последствия могут быть? По словам сейсмолога, однажды нам может не хватить времени, чтобы выпить лишнюю чашку чая утром. Это действительно крошечные изменения: день станет короче примерно на десятую долю миллисекунды. Что можно узнать из подобных исследований? Джессика Ирвинг пояснила, что есть разные ученые, изучающие это. Некоторые из них считают, что внутреннее ядро слегка меняет скорость вращения. Она и ее коллеги исследуют динамику того, что происходит внутри планеты. «Мы знаем, что у нас не всегда было внутреннее ядро, но мы не знаем, сколько ему лет», — сказала сейсмолог. В настоящее время его радиус составляет примерно пятую часть радиуса Земли, но, возможно, миллиард лет назад его вообще не было. Оно медленно росло в течение многих лет. И все еще неизвестно, как рост внутреннего ядра мог изменить магнитное поле, хотя ученые уверены, что изменения все же произошли. «Мы все еще пытаемся понять, что происходит в центре планеты. Землю легче всего изучать, но ученых также интересует, что происходит, например, в ядре Марса. Есть также миссии по исследованию ядра Меркурия. Мы находимся в том месте, где действительно начинаем понимать, как работают планеты», — прокомментировала Ирвинг. Кроме того, ученые хотели бы лучше разобраться в работе магнитного поля. Известно, что оно переворачивается, но в какие моменты и от чего это зависит — загадка. Если получится узнать, что делает внутреннее ядро, то появится немного больше информации для понимания различных видов процессов магнитного поля. И это поможет изучить принципы работы защитного экрана планеты. По материалам статьи «Earth’s inner core is slowing down its spin. Should we be worried?» Science Focus