Внутреннее ядро ​​Земли колеблется, что приводит к изменению продолжительности дня.

Анализируя сейсмические данные, ученые обнаружили шестилетний цикл сверх- и субвращения внутреннего ядра Земли, влияющий на продолжительность суток на нашей планете. 

Земля построена слоями. Прямо в центре находится внутреннее ядро. Выйдя наружу, мы различаем внешнее ядро, нижнюю мантию, верхнюю мантию, кору и атмосферу. Внутреннее ядро ​​— самая горячая часть Земли. Его температура составляет около 5400°С, что близко к температуре поверхности Солнца! Считается, что внутреннее ядро ​​состоит в основном из сплава железа и никеля и представляет собой твердую сферу с радиусом примерно 1220 км. 

До сих пор считалось, что внутреннее ядро ​​постоянно вращается со скоростью большей, чем у поверхности планеты. Это явление называется супервращением. В новом исследовании Вей Ван и Джон Э. Видейл из Университета Южной Калифорнии (USC) обнаружили доказательства того, что внутреннее ядро ​​Земли колеблется, что противоречит ранее принятым моделям. 

Их исследование, основанное на анализе сейсмических данных, собранных за период в шесть лет (с 1969 по 1974 год), показывает, что внутреннее ядро ​​за это время изменило направление вращения, которое, как было показано, непрерывно колеблется в течение нескольких десятилетий. 

« Наш анализ подтвердил общеизвестный факт, что поверхность Земли вращается с другой скоростью, чем ее внутреннее ядро. Однако наши последние исследования показывают, что внутреннее ядро ​​Земли вращалось несколько медленнее в 1969-71 гг., а затем изменило направление в 1971-74 гг. Мы также отмечаем, что эти изменения сопровождались изменениями продолжительности дня, которые либо увеличивались, либо уменьшались, как и предсказывалось. «Сказал Джон Э. Видейл, соавтор исследования. « Конвергенция этих двух независимых наблюдений делает колебание внутреннего ядра Земли вероятной интерпретацией ». 

За последние 30 лет наше понимание структуры и свойств внутреннего ядра Земли, которое представляет собой горячий твердый шар размером с Плутон, значительно улучшилось. Мы знаем, что его динамика меняется на протяжении десятилетий. Однако, поскольку внутреннее ядро ​​нельзя наблюдать напрямую, исследователи борются с косвенными измерениями, чтобы определить скорость и объяснить причины наблюдаемого движения. 

Исследование, опубликованное в 1996 году, было первым, кто предположил, что внутреннее ядро ​​вращается быстрее, чем остальная часть планеты (супервращение) примерно на 1 градус в год. Более поздние открытия Видейла подтвердили идею о том, что внутреннее ядро ​​вращается сверхвысокой скоростью, хотя и медленнее. 

Используя данные сейсмической решетки с большой апертурой (LASA), объекта ВВС США в Монтане, Ван и Видейл обнаружили, что внутреннее ядро ​​Земли вращается медленнее, чем предполагалось ранее, примерно на 0,1 градуса в год. В исследовании анализировались сейсмические волны, генерированные во время испытаний советских подземных ядерных бомб в 1971-74 годах на арктическом архипелаге Новая Земля, с использованием новой методики, разработанной Видале.

Когда ученые использовали тот же метод для анализа сейсмических волн, вызванных двумя предыдущими атомными испытаниями на острове Амчитка на оконечности архипелага Аляски (Милроу в 1969 году и Канникин в 1971 году), они обнаружили, что внутреннее ядро ​​Земли имеет противоположное направление вращения. , демонстрируя субвращение, то есть вращение медленнее, чем поверхность, по крайней мере, на одну десятую градуса в год. 

Авторы отмечают, что ход исследований будет зависеть от возможности получения достаточно точных наблюдений для анализа. Используя сейсмологические данные атомных испытаний, они смогли определить точное место и время одного сейсмического инцидента. Однако закрытие LASA в 1978 году и эра подземных ядерных испытаний США закончились. Это означает, что в настоящее время ученым придется полагаться на относительно неточные данные о землетрясениях. 

Проведенное исследование, анализирующее изменения продолжительности дня, составляющие плюс-минус 0,2 секунды за шесть лет, и изменчивость геомагнитного поля, подтверждает предыдущее предположение о том, что внутреннее ядро ​​Земли колеблется. 

« Внутреннее ядро ​​Земли не является неизменным. Он движется под нашими ногами и, кажется, перемещается взад и вперед на несколько километров каждые шесть лет», — сказал Видейл. « В нашем исследовании мы пытаемся выяснить, как образовалось это ядро ​​и как выглядит его динамика в краткосрочной и долгосрочной шкалах времени. »