Скрытое событие 2007 года изменило гравитацию и магнитное поле Земли

В 2007 году, пока человечество было поглощено мировым финансовым кризисом и выпуском первого iPhone, в глубинах нашей планеты произошло событие титанического масштаба, которое осталось совершенно незамеченным. Нечто, происходящее на границе между раскалённым металлическим ядром и мантией, на глубине почти 3000 километров, вызвало мощнейшую аномалию в гравитационном поле Земли и одновременно встряхнуло её магнитный щит. Уловить следы этого катаклизма удалось лишь спустя годы, и его разгадка рисует картину динамичной и «живой» планеты, чьи недра способны меняться за мгновения по геологическим меркам.

Призрак в данных: Аномалия, которой не должно было быть

Всё началось с перепроверки данных, собранных спутниками миссии GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment — «Восстановление гравитации и климатические исследования»). Два аппарата, летевшие друг за другом на низкой орбите, были сверхчувствительными весами планетарного масштаба. Измеряя микроскопические изменения расстояния между собой, они фиксировали, где масса Земли увеличивается (например, из-за накопления воды или льда), а где — уменьшается.

Изначальной задачей миссии был мониторинг таяния ледников, изменения уровня грунтовых вод и движения океанских масс. Но в данных за начало 2007 года, над восточной частью Атлантического океана у побережья Африки, учёные обнаружили нечто аномальное. Сигнал был колоссальным — он входил в верхний один процент по силе за всю 15-летнюю историю миссии и простирался на семь тысяч километров. Он возник почти мгновенно, достиг пика в январе 2007-го и полностью исчез к 2008 году. Это было непохоже ни на одно известное явление на поверхности.

Охота на причину: Отвергнутые гипотезы

Исследователи методично отвергли все возможные поверхностные объяснения.

Вода? Модели гидрологического цикла показали, что даже катастрофические наводнения, покрывающие целые континенты, не могли бы создать сигнал такой силы и формы.

Океаны? Данные об уровне моря, температуре и солёности воды не показали никаких аномальных колебаний в этом регионе в тот период. Масштабные океанические вихри длятся недели, а не годы. Сигнал шёл изнутри.

Ключевая улика: Магнитный рывок

Самым убедительным свидетельством глубинной природы явления стало его совпадение по времени с одним из самых мощных «геомагнитных рывков» (geomagnetic jerk — «геомагнитный рывок») за всю историю наблюдений. Это резкое, скачкообразное изменение скорости вековых вариаций магнитного поля Земли, которое также было зафиксировано в 2007 году. Тот факт, что гравитационная и магнитная аномалии произошли одновременно и в одном секторе планеты, ясно указывал на их общий источник — процессы на границе ядра и мантии.

Разгадка: Минеральная метаморфоза на краю ядра

Ответ нашёлся в одной из самых загадочных и негостеприимных областей планеты — слое D" (читается «дэ-два-прим»), расположенном на дне мантии, там, где она встречается с жидким внешним ядром. Здесь царят умопомрачительные давление в 130 гигапаскалей (в 1,3 миллиона раз выше, чем на поверхности) и температуры выше 2500 °C.

Главным «подозреваемым» стал самый распространённый минерал нижней мантии — бриджманит. Моделирование и лабораторные эксперименты показали, что при определённых условиях бриджманит может претерпевать фазовый переход, мгновенно преобразовываясь в более плотную фазу — пост-перовскит. Разница в плотности составляет около 100 килограммов на кубический метр.

Исследователи предположили, что в 2007 году два огромных «холодных» региона (каждый шириной около тысячи километров) в основании Африканской крупной провинции с низкой скоростью сдвига (LLSVP — Large Low Shear Velocity Province) одновременно претерпели эту трансформацию. Это вызвало быстрое перераспределение массы:

• Граница минеральной фазы прогнулась примерно на 180 метров.

• Деформация границы ядро-мантия достигла 12 сантиметров.

Это создало тот самый гигантский гравитационный сигнал, который уловили спутники.

Последствия: Нестабильная планета под нашими ногами

Это открытие кардинально меняет наше представление о недрах Земли.

Скорость процессов. Считалось, что изменения в мантии происходят в масштабах миллионов лет. Оказалось, что ключевые минеральные преобразования могут занимать менее двух лет — мгновение по геологическим меркам.

Связь мантии и магнитного поля. Впервые получено прямое свидетельство, что процессы в мантии могут напрямую влиять на генерацию магнитного поля в ядре. Деформация всего на несколько сантиметров может изменить конвекционные потоки жидкого железа в ядре, вызывая «рывки» и, возможно, влияя на более масштабные события — инверсии магнитных полюсов.

Новая реальность. Наша планета оказалась гораздо более динамичной и «беспокойной». Стабильность поверхности — иллюзия, созданная краткостью человеческой жизни. Под нами, в глубокой тьме, постоянно происходят тихие революции, способные влиять на фундаментальные параметры всей планеты.

Аномалия 2007 года давно исчезла, растворившись в данных. Но её открытие — это прорыв. Оно означает, что мы, сами того не ведая, живём на поверхности гигантского, пульсирующего организма, чьё внутреннее состояние может меняться стремительно и непредсказуемо. Это заставляет с новым интересом вглядываться в данные других спутниковых миссий — кто знает, сколько ещё таких «немых судорог» скрывается в недавнем прошлом и произойдёт в будущем, оставаясь невидимым для всех, кроме всевидящего ока орбитальных аппаратов.