Учёные встревожены внезапной остановкой вращения земного ядра

У нашей планеты горячее, но далеко не мягкое сердце. В самом центре Земли находится твёрдый раскалённый шар размером примерно в 70% Луны — радиусом 1200–1300 километров. В основном он железоникелевый с небольшими вкраплениями более лёгких веществ. Он называется внутренним ядром. Над ним находится жидкий слой — внешнее ядро такого же состава, слой толщиной в две с лишним тысячи километров. Далее мантия, она начинается на глубине примерно 30 километров и заканчивается на уровне около 2900 километров под поверхностью. И всё это покрыто тонким слоем земной коры.

Откуда всё это известно: от сейсмологов. Ударные волны от землетрясений по-разному проходят сквозь разные вещества в зависимости от их температуры и плотности.

По самой распространённой версии, планеты вращаются по инерции с тех самых пор, как сформировались в протопланетном диске. То есть вещество вокруг новорождённой звезды вращалось под действием её гравитации, и это движение передалось растущим из этого вещества каменистым и газовым мирам. Поэтому в основном планеты вращаются в одном и том же направлении. Правда, Венера, например, крутится вокруг оси в обратную сторону — и это загадка. Есть подозрения, что она когда-то с чем-то столкнулась, и её от удара раскрутило вспять.

Земля, как и большинство остальных миров Солнечной системы, вращается вокруг своей оси, грубо говоря, слева направо. То есть если представить, что Северный полюс — середина циферблата часов, то получается, что вращение идёт против часовой стрелки. И, разумеется, движется не только поверхность, но и всё, что внутри. Но, как выяснилось, всё это вращается не совсем синхронно, а иногда и вообще не синхронно.

Учёные обобщили сейсмические данные за последние десятилетия и получили такую картину: с начала 1970-х годов твёрдое внутреннее ядро крутилось с запада на восток, как и поверхность, только чуть быстрее, потом стало замедляться, а в 2009–2010 году остановилось полностью. А сейчас оно движется сравнительно медленно, но самое интересное, что раскручивается в обратную сторону. То есть поверхность движется против часовой, а ядро наоборот. Эта ситуация как минимум озадачивает и вызывает любопытство.

— Возможно, это безобидно, но мы не хотим, чтобы глубоко под землёй были вещи, которых мы не понимаем, — сказал геофизик Университета Южной Калифорнии Джон Видейл.

Впрочем, научное объяснение этому явлению всё же нашлось. И оно связано с той работой, которую выполняет внутреннее ядро для создания нашей планете магнитного поля, которое защищает нас от космической радиации. Вырабатывается оно жидкой частью ядра: расплавленная порода перемешивается (происходит конвекция), и от трения там возникает электричество и вместе с ним магнитное поле. Этот процесс назвали геодинамо. Но "кипятильником" для варения этой каши служит железоникелевый камешек температурой около пяти-шести тысяч градусов по Цельсию. К слову, это как на поверхности Солнца. Именно внутреннее ядро подогревает всё остальное. И это оно ещё с момента рождения Земли успело несколько подостыть, потому и затвердело, а изначально, 4,5 миллиарда лет назад, было жидким и ещё более горячим. Кстати, процесс остывания незаметно продолжается, вещество внешнего ядра понемногу затвердевает и становится частью внутреннего. Сердце Земли мало-помалу каменеет. Хотя скорость остывания настолько мала, что это, пожалуй, последнее, о чём нужно беспокоиться, — сто градусов за миллиард лет.

Так вот, оказывается, геодинамо во внешнем ядре дополнительно раскручивает внутреннее, и оно большую часть времени движется чуть быстрее поверхности планеты. Но в этот процесс вмешивается другая сила — притяжение окружающего вещества. Земная мантия своей гравитацией понемногу тормозит ядро. В какой-то момент она замедляет его настолько, что оно полностью останавливается, а потом геодинамо заставляет его возобновить вращение, но уже в другую сторону.

По мнению учёных, действие этих двух противоборствующих сил и создаёт удивительные циклы колебаний, которые повторяются, судя по всему, каждые лет 70. То есть 35 лет в одну сторону, потом остановка и 35 лет в другую сторону. По расчётам выходит, что к 2040-м годам внутреннее ядро снова замрёт, а потом начнёт вращаться в ту же сторону, что и поверхность.