09:01 Внутрішнє ядро Землі не тільки охолоджується, але і нагрівається | |
 Внутрішнє ядро Землі одночасно плавиться і кристалізується через циркуляції тепла в вищерозміщеної мантії, стверджують дослідники з Університету Лідса (Великобританія), Каліфорнійського університету в Сан-Дієго (США) і Індійського технологічного інституту.«Походження магнітного поля Землі залишається загадкою, - пояснює співавтор дослідження Джон Маунд з Університету Лідса. - Ми не можемо піти і взяти зразки центру Землі, тому нам залишається покладатися на поверхневі вимірювання та комп'ютерні моделі. Так от, наша нова модель забезпечує досить просте пояснення деяких вимірювань, які спантеличували вчених протягом багатьох років. Вона припускає, що вся динаміка ядра Землі так чи інакше пов'язана з тектонікою плит. І це зовсім не очевидно з наземних спостережень. Якщо модель буде верифікована, це серйозно допоможе зрозуміти, як утворюється внутрішнє ядро і як воно генерує магнітне поле Землі ». Внутрішнє ядро Землі являє собою кулю з твердого заліза розміром з Місяць. Він оточений рухомим зовнішнім ядром, що складається з рідкого сплаву заліза і нікелю (і деяких інших, більш легких елементів), в'язкої мантією і твердою корою, на якій ми живемо. Внутрішнє ядро росте зі швидкістю близько 1 мм на рік, у міру того як залізо охолоджується і кристалізується. Тепло, яка покидає ядро, потрапляє в мантію і потім в кору. Мантія, нагріта ядром, піднімається ближче до поверхні, тоді як її більш холодні шари опускаються. Ця конвекція запускає геодінамо і в поєднанні з обертанням Землі генерує магнітне поле. Зовсім недавно вчені почали розуміти, що внутрішнє ядро може не тільки кристалізуватися, але і плавитися. Це викликало гарячі суперечки про те, як таке можливе за умови, що внутрішня частина Землі охолоджується. Ось цю таємницю і спробували розкрити автори нового дослідження. За допомогою комп'ютерної моделі конвекції в зовнішньому ядрі і даних сейсмології вони показали, що тепловий потік на кордоні ядра і мантії варіюється в залежності від структури вищерозміщеної мантії. У деяких регіонах це зміна виявляється досить великим, щоб тепло з мантії відправлялося назад в ядро, викликаючи локальне плавлення. Модель показує, що під сейсмічно активним «Вогненним кільцем» Тихого океану, де тектонічні плити підповзають одна під іншу, холодні залишки океанічних плит в нижній частині мантії відтягують на себе велику кількість тепла від ядра. Це додаткове охолодження мантії породжує низхідні потоки холодного матеріалу, які перетинають зовнішнє ядро і охолоджують внутрішнє. З іншого боку, у двох великих регіонах під Африкою і Тихим океаном, де нижня мантія гаряче, ніж у середньому, з ядра виходить менше тепла. Зовнішнє ядро під цими регіонами може ставати досить теплим, щоб викликати плавлення внутрішнього ядра. «Якщо це так, то динаміка поблизу кордону зовнішнього і внутрішнього ядер може виявитися більш складною, ніж вважалося, - підкреслює співавтор Бінод Шрінівасан з Індійського технологічного інституту. - З одного боку, у нас є згустки легкого матеріалу, постійно утворюються там, де кристалізується чисте залізо. З іншого - плавлення створює шар щільної рідини над кордоном. Таким чином, згусткам легких елементів належить пройти через цей шар, перш ніж вони зможуть потрапити в вищерозміщені зовнішнє ядро. Цікаво, що не всі моделі геодінамо передбачають попадання тепла у внутрішнє ядро. Виходить, що можливість плавлення внутрішнього ядра накладає потужний обмеження на режим, у якому може працювати земна динамо-машина ». Себастьян Зростання з Університету Лідса додає: «Наша модель пояснює деякі сейсмічні вимірювання, які показали, що існує шар щільної рідини, що оточує внутрішнє ядро. Гіпотеза локального плавлення здатна також пояснити, чому сейсмічні хвилі землетрусів через одні частини ядра переміщуються швидше, ніж через інші ». Джерело: http://science.compulenta.ru | |
|
| |
| Матеріали по темі: |
0
