Геофизик Ин Чжоу из Виргинского технологического университета изучил сейсмические данные подземных ядерных испытаний, которые Франция проводила на атолле Муруроа в Тихом океане с 1977 по 1995 год. Анализ 112 пар взрывов позволил обнаружить во внешнем ядре Земли гигантскую движущуюся структуру — прежде ничего подобного там не фиксировали, сообщает ScienceAlert.
Внешнее ядро Земли — это слой расплавленного металла, преимущественно железа, расположенный на глубине от 2900 до 5100 км. Именно там возникают электрические токи, которые поддерживают магнитное поле планеты. Изучить этот слой напрямую невозможно из-за колоссального давления и температуры, поэтому ученые прибегают к сейсмическим волнам: они меняют скорость в зависимости от свойств вещества, через которое проходят.
Взрывы на Муруроа стали идеальным источником таких волн. Расположение каждого взрыва было точно задокументировано, условия повторялись от опыта к опыту, а архив охватывает почти два десятилетия. Чжоу отбирал пары испытаний, в которых оба взрыва произошли в пределах 5,5 км друг от друга, — это позволило напрямую сравнивать сигналы, прошедшие по одному и тому же пути сквозь ядро Земли.
Время прохождения волн оказалось непостоянным. В 1982 и 1983 годах они достигали приемников на 0,1 секунды быстрее обычного, а к 1995 году замедлились на 0,15—0,2 секунды. Помимо этого, Чжоу выделил принципиально новый тип волн — PKrKP. Обычные сейсмические волны проходят сквозь ядро насквозь, а PKrKP отражается от внутренней границы в середине жидкого слоя. Именно эта граница соответствует обнаруженной аномалии: около 700 км в длину и около 100 км в толщину.
По версии исследователя, аномалия — это скопление твердого вещества, которое медленно дрейфует через расплавленный металл внешнего ядра. Чжоу образно назвал такие структуры «большими гренками в томатном супе». Именно их движение объясняет непостоянство времени пробега волн: проходя через более плотную массу, сигнал тормозит; когда та уходит в сторону — скорость возвращается к норме.
Это открытие меняет представления о динамике внешнего ядра. Прежде считалось, что заметные изменения там происходят лишь на масштабах тысяч лет, — новые данные фиксируют сдвиги за несколько лет. Перемешивание жидкого металла во внешнем ядре поддерживает магнитный щит Земли, защищающий планету от солнечного ветра и космического излучения. Работа опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Ранее мы рассказывали о том, как NASA обновило модель геоида Земли — трехмерную карту, отражающую реальную форму нашей планеты с учетом гравитационных неоднородностей.