Расплавленное железо во внешнем ядре Земли, циркулирующее на глубине около 2200 километров под поверхностью, находится в постоянном движении. Именно этот процесс порождает геомагнитное поле планеты. Ученые всегда полагали, что массы расплавленного металла движутся преимущественно в западном направлении, причем эта циркуляция считалась относительно стабильной и предсказуемой на протяжении десятилетий. Однако масштабное исследование, охватившее период наблюдений с 1997 по 2025 год, показало, что земные недра способны на резкие и неожиданные перестройки.
В 2010 году магнитное поле внешнего ядра Земли под Тихим океаном изменило направление
Спутниковые данные позволили обнаружить аномальное поведение расплавленного железа во внешнем ядре Земли. В 2010 году поток под экваториальной частью Тихого океана неожиданно изменил направление и повернул на восток. Это открытие меняет представление о стабильности геодинамо нашей планеты, которое создает защитное магнитное поле нашей планеты.
Геологическая структура Земли. Желтым обозначено внешнее ядро. https://www.livescience.com/
Магнитное поле Земли служит невидимым щитом, который защищает планету от опасного солнечного излучения и потоков заряженных частиц. Без этого барьера земная атмосфера и вся технологическая инфраструктура человечества оказались бы под ударом космической радиации. Изменения в ядре напрямую влияют на навигационные системы, работу космических аппаратов и моделирование космической погоды.
В 2010 году в обширном регионе под Тихим океаном стабильный поток внезапно развернулся. Вместо слабого движения на запад жидкое железо начало мощно смещаться в восточном направлении.
Течение расплавленной внешней части Земли в 1999 и 2016 годах. Каждая стрелка указывает на движение жидкого ядра в горизонтальном направлении относительно поверхности Земли.
Зафиксировать это уникальное явление помогли высокоточные данные с европейских спутников Swarm и CryoSat, а также более ранних космических миссий CHAMP и Ørsted. Орбитальные аппараты оснащены чувствительными магнитометрами, которые улавливают малейшие изменения магнитного поля Земли. Благодаря этому физики смогли отделить сигналы, идущие из самого сердца планеты, от помех, создаваемых земной корой, океанами и ионосферой, и реконструировать картину течений на границе ядра и мантии. Работа опубликована в журнале Journal of Studies of Earth's Deep Interior.
Связь с внутренним ядром планеты
Считается, что магнитное поле Земли в основном генерируется океаном перегретого, вихреобразно вращающегося жидкого железа, составляющего внешнее ядро Земли на глубине 3000 км под нашими ногами. Действуя как вращающийся проводник в велосипедном динамо, оно генерирует электрические токи и, таким образом, постоянно изменяющееся электромагнитное поле.
Причины столь резкой смены направления потока пока остаются загадкой для науки, но исследователи уже обнаружили важные закономерности. Анализ данных показывает, что после достижения пика аномальное восточное течение под Тихим океаном с 2020 года начало постепенно ослабевать. Это может указывать на то, что событие представляет собой кратковременное колебание или является частью более длительного природного цикла внутри земного ядра. Кроме того, ученые связывают этот процесс с изменениями, происходящими еще глубже — во внутреннем ядре.
Ведущий автор работы Фредерик Даль Мадсен отметил: «Масштабный разворот течения под Тихим океаном ставит новые вопросы о поведении глубоких недр Земли. Ученые теперь хотят понять, представляет ли этот разворот кратковременную флуктуацию, часть повторяющегося колебания или новое стабильное равновесие для циркуляции ядра. Продолжение мониторинга будет иметь решающее значение для определения того, как поток будет развиваться в ближайшие годы».
Исследователь также добавил, что появление сильного восточного течения совпало по времени с изменением поведения твердого внутреннего ядра Земли, зафиксированным методами геодезии и сейсмологии. По мнению авторов, процессы в этих глубоких слоях тесно взаимосвязаны.