Ядерные осцилляции Земли

Внутреннее ядро Земли диаметром около полутора тысяч километров постоянно перемещается. Оно состоит из горячего, плотного и твердого железа, которое отделено от мантии жидким внешним железным ядром. Форма, скорости и движущие силы динамики ядра по-прежнему неясны. А это важно, поскольку изменения влияют на конвекцию в жидком ядре, приводящую к образованию магнитного поля Земли, которому присущи плохо понятные флуктуации и регулярная смена полюсов.

До сих пор геофизики считали, что в своем вращении ядро обгоняет мантию примерно на один градус в год. Затем эта цифра сократилась в десять раз и появились альтернативные представления о деформации границы внутреннего и внешнего ядра. Родились сейсмологические модели с сильными вариациями скорости вращения и модели с колебаниями. Консенсуса в этом вопросе пока нет.

Только что в ведущем журнале США появилась работа, уточняющая динамику ядра. Она выполнена под руководством профессора факультета наук о Земле Университета Южной Калифорнии Джона Видале (John E. Vidale). На основе анализа сейсмических данных  ядерных взрывов, в том числе советских испытаний на Новой Земле, геофизики нашли, что внутреннее ядро планеты в последние десятилетия непрерывно колеблется.

Исследователи также выяснили, что с 1969 по 1971 год вращение ядра замедлялось, а в 1971—1974 годах изменяло направление на обратное. Тогда ядро отставало от мантии примерно на десятую долю градуса в год, и это приводило к изменению частоты ротации. Профессор уточняет, что ядро буквально под нашими ногами каждые шесть лет перемещается на пару километров в ту или иную сторону. Так прямым наблюдением ученые также обнаружили известный ранее цикл вращения ядра. Продолжительность земных суток десятилетиями менялась на плюс/минус две десятых секунды за шесть лет. Оказалось, что она по фазе и амплитуде согласована с ритмом осцилляций, а также с изменениями земного магнитного поля.

В будущем исследователи надеются прояснить вопрос о том, как образовалось ядро и каковы его смещения на более длительных временах. Их также интересует связь между изменениями формы ядра и мантии.

Science Advances, 8, 23, 2022 - полный текст