Изучение глубин нашей планеты представляет собой гораздо более сложную задачу, чем освоение космоса. В то время как рукотворные аппараты удалились от нас на миллиарды километров, самая глубокая скважина едва преодолела отметку в 12 километров.
Два огромных скопления породы внутри мантии меняют магнитное поле Земли
Исследователи из Ливерпульского университета объединили данные о палеомагнетизме с компьютерным моделированием земного динамо, чтобы изучить процессы на глубине 2900 км. Ученые доказали, что гигантские структуры в нижней мантии напрямую влияют на потоки жидкого железа в ядре и меняют облик магнитного поля.
Земля. Public Domain
Внешнее ядро Земли. Традиционно считается, что внешнее ядро Земли — это бушующий океан расплавленного металла, находящийся в постоянном движении. Однако вблизи горячих мантийных структур движение замедляется. Поскольку разница температур между мантией и ядром в этих точках минимальна, конвекция ослабевает. Это означает, что прямо под Африкой и Тихим океаном магнитное поле может формироваться иначе, чем под остальными регионами планеты.
Граница между мантией и внешним ядром остается самой значимой и загадочной зоной раздела сред. Недавнее исследование показало, что две гигантские структуры из сверхгорячей породы, расположенные под Африкой и Тихим океаном, оказывают решающее влияние на поведение жидкого внешнего ядра.
Геологическая структура Земли.
Эти массивы твердого материала, окруженные более холодными породами, буквально «лепят» структуру магнитного поля на протяжении сотен миллионов лет. Использование численных моделей позволило ученым реконструировать поведение земного «магнита» за последние 265 миллионов лет, что стало серьезным испытанием даже для современных суперкомпьютеров. Работа опубликована в журнале Nature Geosciences.
Тайны геодинамо
Структуры на границе внешнего ядра и мантии.
Результаты работы продемонстрировали, что верхняя граница внешнего ядра крайне неоднородна по температуре. Сильные термические контрасты приводят к тому, что в одних регионах магнитное поле остается стабильным веками, а в других — претерпевает стремительные изменения.
Профессор палеомагнетизма Энди Биггин отмечает: «Наши результаты показывают, что в горячих регионах жидкое железо в ядре может застаиваться, а не участвовать в активном потоке, который наблюдается под более холодными областями».
Это открытие ставит под сомнение классическую теорию о том, что магнитное поле Земли всегда ведет себя как идеальный стержневой магнит. Новые данные помогут ученым точнее реконструировать положение древних континентов, таких как Пангея, и лучше понять эволюцию климата и биосферы. Работа подтверждает, что глубокие недра Земли и процессы на ее поверхности тесно связаны, и ключом к этой связи служат изменения геодинамо.