Любой человек, который, возможно, получил оценку C по географии в школьные годы, вероятно, помнит, что Земля — это не твердая каменная планета, бесцельно плавающая в огромном пространстве космоса. Вместо этого он состоит из нескольких слоев, причем самый внешний и самый тонкий слой, известный как кора, является местом, где нам посчастливилось проживать. Эти слои, называемые тектоническими плитами, медленно движутся сквозь вязкую мантию. Под тектоническими плитами находится ядро, состоящее из железа и никеля, внешняя часть которого имеет толщину около 2200 километров и нагрета до температуры 5500 градусов по Цельсию. Вокруг этого ядра циркулирует внутреннее ядро, более холодное и твердое, генерирующее магнитное поле, служащее защитой от космического излучения. Эта широко принятая структура лежит в основе многочисленных исследований и компьютерных симуляций, которые можно найти в школьных учебниках. Однако недавнее открытие, сделанное двумя сейсмологами из Австралийского национального университета, может потребовать пересмотра этих учебников и побудить к переоценке результатов научных исследований.
21 февраля 2023 года в статье, опубликованной в журнале Nature Communications, было обнаружено, что на Земле существует дополнительный слой, называемый самым внутренним внутренним ядром, состоящий из относительно небольшого кристаллического железо-никелевого ядра. Подозрение вокруг существования этого дополнительного слоя сохраняется уже более двух десятилетий. Первоначально о нем было упомянуто в авторитетном научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences в 2002 году. Однако сбор существенных доказательств требует времени, особенно когда речь идет о сейсмологии. Ученым пришлось терпеливо ждать землетрясений и впоследствии анализировать полученные данные.
Сейсмологи Тхань Сон Фам и Хрвое Ткалчич использовали сейсмометры для мониторинга реверберации, создаваемой толчками. Крайне важно помнить, что наша планета состоит из слоев, находящихся в постоянном движении относительно друг друга. Когда возникающие в результате этой деятельности возмущения достигают поверхности в виде землетрясений, они производят колоколообразный эффект. Эти вибрации затем распространяются по всему небесному телу в течение значительного времени.
Когда сейсмические волны пересекают планету с одной стороны на другую, они также проходят через ядро. Обнаружение этих вибраций свидетельствовало о наличии центральной сферы внутри Земли.
Различные модели выявили тонкие несоответствия в структуре железа в ядре Земли, как показано темными кругами в зеленой области внутреннего ядра на прилагаемых графиках.
Для проведения анализа ученые изучили сейсмические волны, вызванные тремя землетрясениями, произошедшими на острове Аляски в 2018 году. Последствия этих землетрясений были зафиксированы множеством сейсмических станций, разбросанных по разным частям мира.
Тхань Сон Фам отмечает, что различия между внутренним ядром и центральным ядром не так заметны, как, например, между мантией и ядром. Хотя маловероятно, что у кого-либо когда-либо будет возможность визуально сравнить эти области, действительно существуют небольшие различия в кристаллической структуре соединений железа и никеля.
Несмотря на недавний характер этого открытия, некоторые ученые уже выдвинули важные выводы. Геофизик Джон Тардуно, например, предполагает, что центральное ядро образовалось относительно недавно, менее миллиарда лет назад, в результате изменений в слоях над ним. Он предполагает, что огромные части земной коры погрузились в мантию, что, как следствие, повлияло на процессы нагрева ядра. Это, в свою очередь, привело к созданию центральной железо-никелевой сферы, а также магнитного поля Земли.