Прыгающие сейсмические волны обнаруживают отчетливый пятый слой во внутреннем ядре Земли
Не так давно считалось, что структура Земли состоит из четырех отдельных слоев: земной коры, мантии, внешнего ядра и внутреннего ядра. Выводы, опубликованные в Nature Communications, подтверждают существование пятого слоя. Исследователи проанализировали сейсмические волны, которые проходят прямо через центр Земли и «выплевывают» на противоположную сторону земного шара, где произошло землетрясение, также известное как антипод. Затем волны возвращаются к источнику землетрясения.
Землетрясение на Аляске, вызвавшее проникновение сейсмических волн в самое внутреннее внутреннее ядро Земли.
Предоставлено: Дрю Уайтхаус, Сон Фэм и Хрвое Ткалчич.
По словам сейсмологов из Австралийского национального университета (ANU), данные, полученные от сейсмических волн, вызванных землетрясениями, пролили новый свет на самые глубокие части внутреннего ядра Земли.
Измеряя различные скорости, с которыми эти волны проникают во внутреннее ядро Земли и проходят через него, исследователи считают, что они задокументировали свидетельства существования отдельного слоя внутри Земли, известного как самое внутреннее ядро — твердого «металлического шара», который находится в центре внутреннего ядра.
Не так давно считалось, что структура Земли состоит из четырех отдельных слоев: земной коры, мантии, внешнего ядра и внутреннего ядра. Выводы, опубликованные в Nature Communications, подтверждают существование пятого слоя.
«Существование внутреннего металлического шара во внутреннем ядре, самом внутреннем ядре, было выдвинуто гипотезой около 20 лет назад. Теперь мы предоставляем еще одно доказательство, подтверждающее эту гипотезу», — доктор Тхань-Сон Фом из исследовательской школы ANU наук о Земле, — сказал он.
Профессор Хрвое Ткалчич, также из ANU, сказал, что изучение глубоких недр внутреннего ядра Земли может рассказать нам больше о прошлом и эволюции нашей планеты.
«Это внутреннее ядро похоже на капсулу времени эволюционной истории Земли — это окаменелая запись, которая служит воротами в события прошлого нашей планеты. События, которые произошли на Земле от сотен миллионов до миллиардов лет назад», — сказал он.
Исследователи проанализировали сейсмические волны, которые проходят прямо через центр Земли и «выплевывают» на противоположную сторону земного шара, где произошло землетрясение, также известное как антипод. Затем волны возвращаются к источнику землетрясения.
Ученые ANU описывают этот процесс, как мячик для пинг-понга, подпрыгивающий вперед и назад.
«Разработав метод усиления сигналов, зарегистрированных густонаселенными сетями сейсмографов, мы впервые наблюдали сейсмические волны, которые отражаются назад и вперед до пяти раз по диаметру Земли. Предыдущие исследования зафиксировали только одну противоположную подпрыгивать», — сказал доктор Фам.
«Находки впечатляют, потому что они дают новый способ исследовать внутреннее ядро Земли и ее центральную область».
Одно из изученных учеными землетрясений произошло на Аляске. Сейсмические волны, вызванные этим землетрясением, «отскочили» где-то в южной Атлантике, прежде чем вернуться на Аляску.
Исследователи изучили анизотропию железо-никелевого сплава, составляющего внутреннюю часть внутреннего ядра Земли. Анизотропия используется для описания того, как сейсмические волны ускоряются или замедляются в материале внутреннего ядра Земли в зависимости от направления, в котором они распространяются. Это могло быть вызвано различным расположением атомов железа при высоких температурах и давлениях или преимущественной ориентацией растущих кристаллов.
Они обнаружили, что отражающиеся сейсмические волны неоднократно прощупывали точки вблизи центра Земли под разными углами. Анализируя изменение времени прохождения сейсмических волн при различных землетрясениях, ученые пришли к выводу, что кристаллизованная структура в самой внутренней области внутреннего ядра, вероятно, отличается от внешнего слоя.
Они говорят, что это может объяснить, почему волны ускоряются или замедляются в зависимости от угла их входа, когда они проникают в самое внутреннее ядро.
По словам команды ANU, результаты показывают, что в какой-то момент на временной шкале Земли могло произойти крупное глобальное событие, которое привело к «значительному» изменению кристаллической структуры или текстуры внутреннего ядра Земли.
«Есть еще много нерешенных вопросов о самом внутреннем ядре Земли, которые могут содержать секреты, позволяющие собрать воедино тайну формирования нашей планеты», — сказал профессор Ткалчич.
Исследователи проанализировали данные примерно о 200 землетрясениях силой 6 баллов и выше за последнее десятилетие.
