На глубине более пяти тысяч километров находится твердый шар из железа и никеля размером примерно с Плутон. Это внутреннее ядро Земли. Оно окружено жидким внешним ядром, а выше лежат мантия и кора. Между твердым центром и поверхностью нет жесткой механической связи, поэтому внутреннее ядро может двигаться немного иначе, чем мантия.
Именно словонемногоздесь главное. В новостях иногда пишут, будто ядро остановилось или начало крутиться назад. Земля при этом продолжает вращаться как прежде. Ученые обсуждают небольшую разницу скоростей внутреннего ядра и мантии, измеряемую на протяжении лет и десятилетий.
2. Как увидеть то, что недоступно?
Ни один прибор не может спуститься к ядру. Его температура исчисляется тысячами градусов, а давление достигает миллионов атмосфер. Поэтому геофизики используют сейсмические волны от землетрясений. Они проходят через планету и возвращаются к датчикам по всему миру.
Особенно полезныземлетрясения-двойники: толчки, возникающие почти в одном месте и посылающие волны по сходным путям. Если спустя годы сигнал немного меняется, одна из возможных причин состоит в том, что неоднородности внутреннего ядра повернулись относительно мантии.
Так в 1990-х годах появились убедительные данные о дифференциальном вращении. Позднейшие наблюдения показали более сложную картину. Скорость не постоянна, а выводы разных исследовательских групп зависят от набора землетрясений и методов обработки.
Фраза «ядро вращается назад» означает движение относительно мантии, а не обратное вращение центра Земли в абсолютном смысле.
3. Почему скорость меняется?
Внешнее ядро состоит из электропроводящей жидкости. Его движение создает магнитное поле Земли. Это поле способно передавать внутреннему ядру крутящий момент. С другой стороны, гравитационное взаимодействие между неоднородностями ядра и мантии тоже влияет на движение.
Получается система связанных слоев. Жидкое ядро подталкивает твердый центр электромагнитными силами, мантия оказывает гравитационное воздействие, а внутреннее ядро отвечает небольшим ускорением или замедлением. Некоторые исследования предполагают колебания с периодом в несколько десятилетий. Другие находят более короткие изменения. Окончательная модель пока не сложилась.
В 2023 году широко обсуждалась работа, согласно которой относительное вращение приблизилось к минимуму около 2009 года и могло перейти в другую фазу многолетнего цикла. Это не было остановкой физического вращения ядра. Речь шла о том, что его скорость временно стала близка к скорости мантии.
4. Почувствуем ли мы это на поверхности?
Такие изменения могут быть связаны с едва заметными колебаниями продолжительности суток. Масштаб настолько мал, что в быту его невозможно почувствовать. Причин колебаний длины дня много: атмосфера, океаны, мантия и обмен угловым моментом между слоями Земли.
Исследование вращения ядра важно не потому, что нам грозит внезапная остановка планеты. Оно помогает понять, как работает геодинамо, поддерживающее магнитное поле, как обмениваются энергией земные оболочки и как развивалась планета.
Самая честная картина пока похожа не на шестеренку с постоянной скоростью, а на медленное колебание сложной системы.Мы слышим его лишь косвенно, сравнивая слабые сигналы землетрясений, записанные через десятилетия.
