Ученые выяснили, что гигантские структуры из горячих пород в глубинах Земли могут влиять на формирование ее магнитного поля на протяжении сотен миллионов лет. К такому выводу пришла международная группа исследователей под руководством специалистов из Ливерпульского университета. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Geoscience.
Несмотря на то что человечество отправляло аппараты на расстояние в десятки миллиардов километров в космос, рекорд бурения вглубь — лишь около 12 километров. Это означает, что внутреннее строение планеты по-прежнему остается слабо изученным. Особенно важной считается граница между мантией и ядром — ключевая область, влияющая на внутренние процессы Земли.
В ходе исследования ученые обнаружили, что у основания мантии под Африкой и Тихим океаном, на глубине около 2900 километров, расположены две массивные структуры из перегретых горных пород. Эти образования окружены более холодным материалом и, по данным авторов, оказывают влияние на движение жидкого железа во внешнем ядре.
Для анализа специалисты объединили данные палеомагнетизма — сведений о древнем магнитном поле, сохранившихся в породах, — с суперкомпьютерным моделированием земного динамо. Это позволило восстановить особенности магнитного поведения Земли за последние 265 миллионов лет. Такие расчеты потребовали значительных вычислительных ресурсов.
Симуляции показали, что температура на границе ядра и мантии распределена неравномерно. Под горячими областями поток жидкого железа может замедляться, тогда как под более холодными зонами он остается интенсивным. В результате одни компоненты магнитного поля сохраняли стабильность сотни миллионов лет, а другие заметно менялись со временем.
По словам профессора Эй Джея Биггина, первого автора исследования, эти данные указывают на наличие сильных температурных контрастов в глубинных слоях планеты. Они помогают лучше понять, как формируется магнитное поле и как эволюционировала внутренняя структура Земли.
Исследование также имеет значение для реконструкции древних конфигураций континентов, включая распад и формирование Пангеи, а также для изучения климата, палеобиологии и происхождения природных ресурсов. Ранее считалось, что магнитное поле в долгосрочной перспективе ведет себя как идеальный стержневой магнит, но новые данные ставят это представление под сомнение.
Геологи пытаются понять, откуда внутри Земли взялись две огромные «капли»
Глубоко под Америкой обнаружено движение мантийной волны
Раскрыты тайны скрытых в недрах Земли суперконтинентов
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram