А что у нее внутри?

Художник Hans Moser

Внутри Земли есть много чего, например расплавленная мантия, жидкое ядро, твердое ядрышко. А еще у нее есть барицентр, так сказать, центр тяжести системы Земля — Луна — Солнце. Он лежит на расстоянии 4600 км от центра Земли, то есть на глубине в 1800 км от поверхности планеты. И при этом не просто лежит, а совершает замысловатые движения, постоянно смещаясь из-за суточного вращения Земли, ее годового движения по орбите и четырехнедельного лунного цикла. При этом орбиту Луны искажает Солнце. Свой, пусть и малый вклад в эти смещения вносят и другие планеты Солнечной системы, прежде всего Юпитер с его 11-летним годовым циклом. Смещение не маленькое: амплитуда его месячных колебаний составляет 600 км.

На движения барицентра геофизики особого внимания не обращают: они предполагают, что динамику Земли определяют потоки тепла, идущие от горячего ядра к холодной коре. Тепло это древнее, сохранившееся с тех пор, как Земля была сгустком расплавленных пород, плюс свой вклад вносит радиоактивный распад калия, урана и тория. Именно такие потоки тепла определяют важнейшую особенность нашей планеты — тектонику плит, то есть постоянное движение больших фрагментов земной коры. Ни у одной каменистой планеты, а это Марс, Венера и Меркурий, никакой тектоники плит нет, и планетологи не знают почему.

Не исключено, что причина именно в смещениях барицентра под влиянием Луны и Солнца, считает Энн Хофмейстер из Университета Вашингтона в Сент-Луисе. Вместе с коллегами она написала соответствующую главу в книге «In the Footsteps of Warren B. Hamilton: New Ideasin Earth Science», которую Геологическое общество США издало в январе 2022 года в память об американском геофизике Уоррене Гамильтоне; он немало сделал для понимания загадки тектоники плит, правда, оставил больше вопросов, чем ответов. Развивая его идеи, Энн Хофмейстер предполагает, что наличие огромного спутника у Земли и ее близость к Солнцу объясняют уникальное поведение нашей планеты: колебания барицентра столь огромны и столь замысловаты, что ломают земную кору, обеспечивая формирование и движение континентов. Для проверки предложено использовать Плутон, вокруг которого обращается огромный спутник — Харон. Казалось бы, у Меркурия есть еще более крупный сосед – само Солнце, но Меркурий повернут к нему одной стороной и никаких смещений барицентра внутри него не происходит. А в Плутоне барицентр под влиянием Харона должен перемещаться как в недрах Земли под действием Луны.

Интересно, что движения барицентра должны давать вклад и в разогрев внутренности Земли. Тогда любые изменения такого движения, например амплитуды колебаний, будут сопровождаться изменением мощности потока тепла, идущего к земной коре и далее в океан и атмосферу.