В земном ядре идет "железный снег"

Снег из железных хлопьев образует пограничный слой между внешним и внутренним ядром нашей планеты.

Раскаленный докрасна «снег». Оказывается, на границе между внешним и внутренним ядром Земли идет своеобразный снег - там падают хлопья, состоящие из кристаллического железа. Этот железный «снег» местами собирается высотой более 300 километров и образует полутвердый, слоистый переходный слой. К такому выводу пришли ученые на основании модели, основанной на сейсмических данных. Такой слой может объяснить, почему землетрясения в этих зонах тормозятся сильнее, чем в других местах.

 «Снег» из железных хлопьев падает из внешнего ядра Земли на внутреннее и накапливается там. © Johannes Gerhardus Swanepoel/ iStock

Ядро нашей планеты продолжает ставить все новые загадки. Совершено ясно то, что внутреннее ядро ​​твердое, а внешнее жидкое, и что оба они состоят из железа с небольшим количеством никеля. Тем не менее, ни теплопроводность, ни возраст твердого сердечника до сих пор четко не определены. Также недостаточно определены и нанесены на карту потоки во внешнем ядре планеты, которые важны для магнитного поля Земли. Кроме того, создается впечатление, что граница между двумя частями ядра движется - в некоторых местах она тает, а в других растет.

«Снежинки» из железного сплава

Юджун Чжан из Университета Сечуань в Китае и его коллеги обнаружили еще одну удивительную особенность земного ядра. Изучая сейсмические данные и геофизическую модель, они исследовали, почему волны землетрясения в нижних 280 километрах внешнего ядра замедляются сильнее, чем следовало бы, исходя из законов физики. Кроме того, скорость волн в этой зоне ядра различается между западным и восточным полушариями.

 Схема «железного снега» на границе внешнего и внутреннего ядра. © University of Texas at Austin

Этому было найдено удивительное объяснение: на границе внешнего и внутреннего земного ядра явно идет своеобразный «снег». Этот «снег» состоит их кристаллических «снежинок» из железного сплава. «Картина представляется сюрреалистичная: во внешнем ядре медленно парят кристаллы, которые плавно опускаются на внутреннее ядро ​​с высоты нескольких сотен километров», - говорит соавтор исследования Ник Дигерт из Техасского университета в Остине. По оценкам ученых, около 15 процентов материала в нижней части внешнего ядра Земли может состоять из этого железного снега.

«Снежные сугробы» высотой до 300 километров

«Железный снег» образует на поверхности от внутреннего к внешнему ядру земли наполовину кашеобразный, наполовину пушистый переходный слой - вполне сравнимый с неровным слоем снега на поверхности земли. Но при этом, объясняют исследователи, эти горячие железосодержащие груды «снега» накапливаются в глубинах земного ядра толщиной до 310 километров. «Поверхность внутреннего ядра Земли - это не гладкая и четкая граница», - подчеркивает Чжан.

По мнению исследователей, этот «снежный слой» является лучшим объяснением странного поведения волн землетрясений в ядре Земли. А именно: нерегулярная полутвердая-полужидкая структура этой переходной зоны замедляет сейсмические волны. В то же время «снежные кучи», накопленные на разных высотах на востоке и западе, обеспечивают наличие сейсмических отличий в полусферах.