Имея более 5000 км скальной породы между нами и земным ядром, трудно получить четкий взгляд на то, что происходит там. Долгое время считалось, что внутреннее ядро - твердый железный шар, но прямых доказательств было трудно найти. Теперь исследователи из Австралийского национального университета (ANU) обнаружили тип сейсмической волны, проходящей через ядро, которая распространяется только через твердые сплошные объекты.
Идея о том, что Земля имеет ядро из твердого железа, существует с конца 1930-х годов, но доказательства оставались неуловимыми. Недавняя теория даже объяснила, как оно может оставаться твердой при температурах равных температуре на поверхности Солнца, используя суперкомпьютер, чтобы показать, что тепло и давление позволяют атомам железа оставаться в стабильной кристаллической структуре.
Тем не менее, у ученых есть способы заглянуть внутрь. После больших землетрясений вблизи поверхности, ими создаются сейсмические волны, которые пульсируют через окружающий материал, и измеряя, как они проходят или отскакивают от разных материалов, можно нарисовать картину того, что скрывается ниже. В некотором роде это похоже на ультразвуковое изображение неродившегося ребенка. Используя этот метод, недавнее исследование показало, что внутреннее ядро может иметь даже свое собственное внутреннее ядро.
Исследователи в новом исследовании использовали подобный метод, который они называют методом корреляционных волновых полей. Вместо того, чтобы рассматривать прямую волну, этот метод рассматривает сходство между сигналами, полученными двумя приемниками в разных местах, в часы, следующие за крупным землетрясением.
«Мы отбрасываем первые три часа сейсмограммы, и то, что мы смотрим, составляет от трех до десяти часов после большого землетрясения», - говорит Хрвое Ткальчич (Hrvoje Tkalčic), соавтор исследования. «Мы хотим избавиться от больших сигналов. Используя глобальную сеть станций, мы берем каждую пару приемников и каждое большое землетрясение - это много комбинаций - и мы измеряем сходство между сейсмограммами. Это называется взаимной корреляцией, или мерой сходства. Из этих сходств мы строим глобальный коррелогизм - своего рода отпечаток Земли».
Внутренние волны сдвига сердечника настолько малы и слабы, что их нельзя наблюдать напрямую. Фактически, их обнаружение считается «Святым Граалем» глобальной сейсмологии, с тех пор как ученые впервые предсказали, что внутреннее ядро является устойчивым еще в 1930-х и 40-х годах. Поэтому Хрвое Ткальчич и его коллегам пришлось использовать творческий подход. Их так называемый метод корреляционных волновых полей рассматривает сходство между сигналами на двух приемниках после крупного землетрясения, а не прихода прямой волны. Аналогичная методика использовалась той же командой для измерения толщины льда в Антарктиде. Фото: Hrvoje Tkalčić and PhD Scholar Thanh-Son Phạm
Из этой техники возникает странная картина. Команда смогла обнаружить волны сдвига (англ. J waves) в их путешествии по центру Земли, которые чрезвычайно малы и трудно различимы. Поскольку эти волны распространяются только через твердые объекты, исследователи говорят, что это убедительные доказательства (извините за каламбур), что ядро является твердым. Тем не менее, оно не кажется абсолютно жестким и неподвижным - на самом деле оно является немного мягким и хлюпким.
«Мы обнаружили, что внутреннее ядро действительно твердое, но мы также обнаружили, что оно более мягкое, чем считалось ранее», - говорит Ткальчич. «Оказывается - если наши результаты верны - то внутреннее ядро обладает некоторыми подобными эластичными свойствами как золото и платина. Внутреннее ядро похоже на временную капсулу, если мы понимаем это, мы поймем, как была сформирована планета, и как она развивается».
Исследование было опубликовано в журнале Science.
Источник: New Atlas / Australian National University
