Самое внутреннее ядро Земли

Ученые из Австралийского национального университета Тхань Сон Фам (Thanh-Son Phạm) и Хрвое Ткалчич (Hrvoje Tkalčić), изучая распространение сейсмических волн, обнаружили свидетельства того, что во внутреннем ядре Земли имеется структура, которую они предложили назвать «самым внутренним ядром» (innermost inner core).

Радиус железо-никелевого ядра Земли составляет около 3,5 тысячи километров. Геофизикам уже давно известно, что земное ядро разделяется на твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км и жидкое внешнее ядро толщиной около 2200 км. Важным инструментом в исследовании ядра служат PKIKP-волны — продольные сейсмические волны, или волны давления (P), которые проходят сквозь жидкое ядро (core, K), внутреннее ядро (inner core, I), затем вновь через жидкое и опять регистрируются как волны давления на поверхности. PKIKP-волны многократно отражаются и при каждом прохождении через центр Земли преломляются немного по-разному, что и дает возможность делать выводы о внутренней структуре ядра.

В 2015 году свидетельства в пользу того, что внутреннее ядро имеет сложную структуру и в нем можно выделить еще одно «самое внутреннее ядро», получили геофизики из Университета Иллинойса и Нанкинского университета во главе с профессором Сяодун Суном (Xiaodong Song). Они обратили внимание на особенности прохождения и взаимодействия сейсмических волн в период 1992–2012 годов, причем наблюдали не только за первичными волнами, но и за отражениями первичной волны внутри Земли. Исследователи предположили, что кристаллы железно-никелевого ядра, как и положено, ориентированы вдоль линий магнитного поля Земли, в направлении север-юг. А кристаллы третьего, самого внутреннего ядра, магнитны и расположены перпендикулярно — в направлении запад-восток.

Авторы нынешнего исследования проанализировали данные о сейсмических волнах землетрясений магнитудой свыше 6,0 за последние 10 лет. Благодаря новым методам фильтрации сигнала и внесения поправок на инструментальный отклик они впервые смогли проследить пятикратное отражение PKIKP-волн. Это позволило обнаружить различие в скорости прохождения волн через внутреннее ядро в зависимости от угла между направлением волны и осью вращения Земли.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.