Внутреннее ядро Земли может прямо сейчас находиться в процессе изменения направления движения

Мало кто из нас задумывается о бурлящем, вращающемся содержимом Земли, пока какое-нибудь внезапное событие, землетрясение или извержение вулкана, не заставит нас задуматься.

Однако ученые-геологи немного лучше разбираются в динамике земных внутренностей и только что обнаружили, что твердое внутреннее железное ядро Земли - которое обычно вращается в почти не имеющей трения расплавленной внешней оболочке - похоже, замедлилось до полной остановки.

"Мы обнаружили удивительные факты, свидетельствующие о том, что внутреннее ядро почти прекратило свое вращение в последнее десятилетие и, возможно, переживает поворот назад в многовековой периодичности колебаний, - пишут в опубликованной работе геофизики И Ян и Сяодун Сонг из Пекинского университета в Пекине.

О том, что внутреннее ядро Земли вращается относительно находящейся над ним мантии, мы знаем всего несколько десятилетий, поскольку это было подтверждено в 1996 году Сонгом и его коллегой сейсмологом Полом Ричардсом из Колумбийского университета. До их работы идея о том, что внутреннее ядро Земли вращается отдельно от остальной части планеты, была недоказанной теорией, предсказанной недоказанной моделью магнитного поля Земли.

С тех пор ученые, изучающие Землю, пытаются выяснить - с расстояния 5 100 километров - насколько быстро или медленно вращается внутреннее ядро.

Сначала считалось, что внутреннее ядро совершает полный оборот каждые 400 лет, движимое электромагнитным моментом и уравновешенное гравитационным притяжением. Но вскоре другие ученые предположили, что оно вращается гораздо медленнее, и для полного оборота ему требуется 1000 лет или больше.

Скорость этого вращения и вопрос о том, меняется ли она, до сих пор вызывает споры. Однако внутреннее ядро продолжает свой долгий путь, не обращая внимания на бурные дебаты наверху.

Взвесив все за и против, Сонг вернулся к тому же методу, который он и Ричардс использовали для вывода о том, что внутреннее ядро вращается. В 1996 году они отслеживали показания сейсмических волн от повторяющихся землетрясений, называемых дублетами, которые прошли через внутреннее ядро от южной Атлантики до Аляски в период с 1967 по 1995 год.

Если бы внутреннее ядро не двигалось, ударные волны должны были бы пройти тот же путь. Но Сонг и Ричардс показали, что с 1960-х по 1990-е годы сейсмические волны становились на доли секунды быстрее.

Теперь, в новом исследовании, проведенном совместно с Янгом, Сонг вновь обратился к старым данным и сравнил их с более поздними образцами почти идентичных сейсмических волн, которые указывают на то, что внутреннее ядро замедлилось и даже может начать обратное движение.

Они обнаружили, что примерно с 2009 года траектории, которые ранее демонстрировали значительные временные колебания, практически не изменились, когда сейсмические волны проходили через ядро и выходили с другой стороны. Любая разница во времени исчезла.

"Эта глобальная закономерность свидетельствует о том, что вращение внутри ядра недавно приостановилось, - пишут Янг и Сонг.

Янг и Сонг также считают, что недавняя остановка вращения внутреннего ядра связана с обратным вращением: твердая железная сфера соскальзывает в другую сторону в рамках семидесятилетней осцилляции.

По их расчетам, небольшого дисбаланса в электромагнитных и гравитационных силах будет достаточно, чтобы замедлить, а затем повернуть вспять вращение внутреннего ядра, что и наблюдается.

Но и это еще не все. Исследователи отмечают, что семидесятилетнее переключение совпадает с другими периодическими изменениями, наблюдаемыми на поверхности Земли, в продолжительности дня и магнитном поле, которые имеют периодичность в шесть-семь десятилетий. Десятилетние закономерности в климатических наблюдениях, таких как средняя глобальная температура и повышение уровня моря, также кажутся странным совпадением.

По мнению Янга и Сонга, эти частые, медленно меняющиеся, едва различимые колебания, которые происходят каждые 60-70 лет, указывают на "резонансную систему в различных слоях Земли" - как будто вся планета гудит под одну, мрачную мелодию.

Поскольку считается, что внутреннее ядро Земли динамически связано с ее внешними слоями, связанными с внешним ядром электромагнитной связью, а с мантией - гравитационными силами, исследование может также помочь нам понять, как процессы, происходящие глубоко внутри нашей планеты, влияют на ее поверхность - тонкую кору, на которой мы живем, расположенную поверх вращающегося внутреннего слоя.

"Эти наблюдения свидетельствуют о динамическом взаимодействии между слоями Земли, от самых глубоких недр до поверхности", - заключают Янг и Сонг.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience.