Противоречивая планета

Наука и технологии
«Эксперт» №38 (868) 23 сентября 2013
Противоречивая планета

Совместная работа британских и швейцарских ученых предложила объяснение противоречиям в изучении строения Земли. Результаты работы опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.

По современным представлениям Земля состоит из литосферы (земной коры и мантии) и ядра, начинающегося на глубине 2900 км. Его предположительный состав — железо и никель, которые в силу гигантского давления в центре образуют внутреннее твердое ядро диаметром 1300 км. Поверх него — внешнее жидкое ядро, в котором вращающиеся потоки расплавленного железа и никеля порождают магнитное поле Земли.

Сейсмическое зондирование Земли показывает, что ее внутреннее твердое ядро вращается на восток немного быстрее, чем остальная часть планеты. В то время как данные наблюдений за магнитным полем планеты свидетельствуют об обратном: ядро или как минимум его внешние слои должны вращаться с востока на запад.

Ученые построили модель взаимодействия внутреннего твердого ядра и внешнего жидкого, каждое из которых имеет собственное магнитное поле. Согласно их расчетам, в этой системе возможно движение разных слоев в двух противоположных направлениях. Магнитное поле ускоряет вращение твердого внутреннего ядра, которое в результате вращается с запада на восток быстрее, чем поверхность планеты. И то же магнитное поле заставляет вращаться в противоположную сторону внешнюю оболочку, движение которой и фиксируется при изучении магнитного поля Земли. При этом движение внешней оболочки неоднородно, его жидкое вещество движется с востока на запад вдоль экватора только в приповерхностном слое.

Построенная модель также предполагает медленное изменение электромагнитного взаимодействия движущихся слоев, что приводит к смене направления дрейфа магнитных полюсов. Его скорость непостоянна: в 1904 году она составляла примерно 15 км в год, а в 2009-м уже 64 км в год. Кроме того, изменение движения слоев может привести к инверсии магнитного поля Земли, когда полюса меняются местами. Последняя инверсия произошла около 780 тыс. лет назад.