Спутники зафиксировали загадочные изменения вблизи ядра Земли: исследование

На глубине нескольких тысяч километров, у границы ядра Земли, зафиксирован необъяснимый сдвиг, произошедший в период с 2006 по 2008 годы. Это явление было выявлено недавно благодаря анализу данных спутников, предназначенных для измерения колебаний земной гравитации.

Исследователи предполагают, что сдвиг вызван изменением структуры горных пород на границе между ядром и мантией, что привело к увеличению их плотности. Результаты работы опубликованы в научном журнале Geophysical Research Letters.

Исследование углубляет понимание взаимосвязи между различными слоями Земли, от хрупкой земной коры до твердой мантии и частично жидкого ядра. Эта взаимосвязь оказывает значительное влияние на сейсмическую активность, магнитное поле Земли, защищающее планету от солнечной радиации, и другие геологические процессы.

Лидер в науке

Геофизик Изабель Панет из Университета Гюстава Эйфеля в Париже сделала открытие, используя данные спутников Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), которые находились на орбите Земли с 2002 по 2017 годы. Спутники были разработаны для измерения гравитационных изменений, вызванных массивными объектами на поверхности Земли.

При взаимодействии со спутниками гравитационных полей, таких как горные массивы, расстояние между ними временно увеличивалось, что фиксировалось и связывалось с гравитационными возмущениями. Обычно спутники GRACE применялись для мониторинга перемещения водных масс, например, истощения подземных водоносных горизонтов или таяния ледников.

Однако оказалось, что спутники способны фиксировать и более глубокие изменения в массе Земли. Используя эту технологию, Панет выявила аномалии в распределении массы на глубине сотен километров, предшествующие землетрясениям. Впоследствии было установлено, что спутники GRACE могут исследовать слои земной коры до глубины 2900 километров, то есть почти до границы между мантией и ядром Земли.

Панет и ее коллеги обнаружили необычный сигнал в данных спутников GRACE, пик которого пришелся на 2007 год и был локализован в районе атлантического побережья Африки. Этот сигнал нельзя было объяснить перемещением водных масс на поверхности Земли.

«По крайней мере частично, источник сигнала должен находиться в твердой земной коре, — говорит Панет. — Он исходит из глубоких слоев».

Глубже в недра

Спутники, предназначенные для мониторинга магнитного поля Земли, ранее зафиксировали геомагнитные возмущения в том же регионе в 2007 году. Панет предполагает, что эти наблюдения связаны с гравитационными аномалиями, зафиксированными спутниками GRACE, и могут быть объединены в единую научную картину.

Согласно гипотезе Панет, изменение структуры минерала перовскита в мантии Земли под действием огромного давления привело к увеличению плотности пород и изменению их массы. Это вызвало деформацию соседних пород и распространилось до границы между мантией и ядром Земли, где смещение могло составить 10 сантиметров. Такое смещение повлияло на движение жидкого вещества в ядре и привело к увеличению интенсивности магнитного поля.

Панет отмечает, что данное предположение требует дальнейшего изучения. Барбара Романович, сейсмолог из Калифорнийского университета в Беркли, подчеркивает, что открытие представляет значительный научный интерес: «Впервые у нас есть документальные доказательства динамических процессов, происходящих в основании мантии Земли в реальном времени».

Изабель Панет планирует продолжить исследования с использованием спутников-преемников GRACE, которые сейчас находятся на орбите Земли. Она надеется выявить новые аномалии в структуре земной коры и получить дополнительные данные о глубинных процессах внутри нашей планеты, пишет источник.