Сильные землетрясения раскрыли тайны внутреннего ядра Земли

Согласно исследованию, опубликованному в журнале, эхо землетрясений, когда они отражаются взад и вперед по центру Земли, раскрыло новые подробности о структуре внутреннего ядра планеты. Связь с природой На этой неделе¹.

В течение нескольких десятилетий накапливались доказательства того, что твердое внутреннее ядро ​​планеты состоит из отдельных слоев.²И³ Но их имущество оставалось загадкой.

Чтобы лучше понять структуру внутреннего ядра, исследователи использовали несколько сейсмометров, чтобы изучить, как деформируются сейсмические волны, когда они проходят через твердый железо-никелевый шар в ядре Земли. «Земля вибрирует, как колокол после сильного землетрясения, и не только в течение нескольких часов, но и в течение нескольких дней», — говорит соавтор Хрвое Ткалич, геофизик из Австралийского национального университета в Канберре, Австралия.

Чтобы обнаружить эти колебания, исследователи записали формы волны вблизи исходного места землетрясения и в антиподе — прямо противоположном месте на поверхности Земли. Это позволило им оглянуться назад на многочисленные путешествия через центр Земли. «Это похоже на мячик для пинг-понга, который прыгает туда-сюда», — говорит соавтор Тхань Сон Фам, научный сотрудник Австралийского национального университета. Каждому эху требуется около двадцати минут, чтобы перейти с одной стороны планеты на другую, и сейсмографы зафиксировали до пяти эхо-сигналов от одного события.

сложенные измерения

Каждое из первоначальных землетрясений достигало магнитуды более шести, но волны становились все слабее по мере того, как они проходили через ядро ​​Земли. Исследователи использовали технику, называемую «наложением», объединяя формы сигналов одного события, чтобы построить более подробную картину искажения из более глубокого центра.

Они обнаружили, что волны проходят через внутреннее, внутреннее ядро, толщина которого, по их оценкам, составляет около 650 километров, иначе, чем через внешнюю часть. Волны, проходящие через самую внутреннюю часть ядра, замедляются в одном направлении, а волны, проходящие через самый внешний слой, замедляются в другом. «Это просто означает, что кристаллы железа — железа, которое преобладает во внутреннем ядре — вероятно, организованы иначе, чем внешняя оболочка внутреннего ядра», — говорит Ткалчич.

Геофизик Вернон Кормье из Университета Коннектикута в Сторрсе говорит, что это исследование важно, потому что оно обеспечивает измерение самой внутренней части Земли, чего было очень трудно достичь. «Необходимо найти сейсмические волны, зарегистрированные на очень большом расстоянии, которые имеют довольно слабую амплитуду, а затем оптимизировать амплитуду, чтобы вы могли измерить скорость волны глубоко в недрах Земли», — говорит Кормье.

Хотя этот метод обычно используется для разведки полезных ископаемых, он редко используется в геофизике.

Последнее открытие поможет понять, как сформировалось твердое внутреннее ядро ​​Земли — процесс, который, как считается, начался где-то между 600 миллионами и 1,5 миллиардами лет назад — и какую роль оно может сыграть в формировании магнитного поля.