Поки люди не відправили місію до ядра. про те, що відбувається в ньому процесах доводиться судити по комп'ютерним моделям, перевіряється на відповідність результатів сейсмічних спостережень (ілюстрація з сайту usask.ca).
Ряд досліджень останніх років показав аномальні властивості земного ядра, змусивши геофізиків засумніватися у вірності усталених про нього уявлень. Пояснити загадки центральній частині планети спробувала група вчених з Франції. Але для цього їй довелося оголосити: внутрішнє ядро - структура набагато більш динамічна, ніж будь-хто міг припустити.
Ядро Землі розділене на дві частини - рідку зовнішню і тверду внутрішню. Обидві містять переважно залізо, з добавкою нікелю, кремнію і невеликої кількості інших елементів.
Про характеристики обох частин можна судити по проходженню через них сейсмічних коливань від великих землетрусів. Саме так було встановлено, що хвилі, які перетинають східну частину ядра, біжать швидше, ніж на західній його стороні, що виглядає, щонайменше, дивним.
Крім того, на кордоні двох частин ядра виявився 250-кілометровий шар рідини підвищеної щільності. Разом з тим, якщо постійно зростаюче тверде ядро забирає з розплаву важкі елементи, залишок в прилеглих шарах повинен містити більше елементів легких, ніж інші рівні рідкого ядра, отже, виявитися менш щільним.
Так виникає протиріччя, яке вимагає пояснення. Адже класичні моделі припускають, що внутрішнє ядро нашої планети - освіту симетричне, однорідне і практично стабільний, хіба що повільно зростаюче за рахунок застигання речовини зовнішнього ядра.
Зістикувати всі спостереження в цільну картину допомогло нинішнє припущення, висунуте групою дослідників з університетів Жозефа Фур'є (Université Joseph Fourier) і Ліона (Université de Lyon). Вчені стверджують, що внутрішнє ядро Землі постійно кристалізується на заході і плавиться на сході.
Геометричний центр внутрішнього ядра O трохи зсунутий відносно центру Землі C на величину δ, яка була б дорівнює нулю, якщо б будова ядра було більш рівномірним, а саме ядро - симетричним. Зрушення призводить до того, що частини ядра на заході і сході мають трохи різною температурою (градієнт сірого на малюнку). А це, в свою чергу, веде до односторонніх плавлення і кристалізації і приводить в рух всю масу ядра зі швидкістю V. Пунктир - ідеальне положення внутрішнього ядра під час відсутності градієнтів щільності і температури (ілюстрація Thierry Alboussière et al./Nature).
Вся маса внутрішнього ядра повільно зміщується від західної сторони до східної, де руйнується тверда речовина поповнює склад рідкої оболонки. На заході, відповідно, справа йде зворотним чином.
Все це нагадує нескінченну доріжку, що біжить, що рухається зі швидкістю 1,5 сантиметра на рік. З таким темпом внутрішнє ядро переробляє себе повністю за 100 мільйонів років, - кажуть вчені.
Дивовижний механізм постійного оновлення ядра пояснює і щільну рідку прошарок на кордоні двох ядер, адже вона народжується з більш щільного матеріалу самої серцевини планети.
Ну а різниця в співвідношенні легких і важких елементів на заході і сході ядра закономірно призводить і до різниці швидкостей сейсмічних хвиль, яку вчені і спостерігають. (Всі деталі роботи французи виклали в Nature.)
Сучасна наука говорить: колись все ядро планети було рідким. Вік внутрішнього твердого ядра оцінюється в 2-4 мільярди років, в той час як самої Землі - 4,54 млрд.
Раніше вчені припускали, що процес застигання і зростання самої серцевини нашого світу йшов, та й зараз йде практично симетрично. Нова ж версія показує: щось давним-давно порушило цю симетрію.
Зрушення внутрішнього ядра поміщає дві його протилежні половинки вище і нижче адіабати, тобто лінії, що відзначає збалансовану «енергетичну кордон» між шарами. Відповідно, одна півкуля твердого ядра виявляється в зоні плавлення, друге - в зоні кристалізації. При розгляді температур цих процесів слід також враховувати, що на різних глибинах і тиск відрізняється. T - температура. На шкалі r показано відхилення положення східної і західної поверхонь ядра щодо геометрично правильної сфери (ілюстрація Thierry Alboussière et al./Nature).
Швидкість омолодження твердого ядра, стверджують французи, в 10-100 разів перевищує швидкість росту його діаметра, а це значить, що з кристалізується боки воно повинно засвоювати залізо з навколишнього рідини швидше, ніж втрачає цей елемент з протилежного боку.
Настільки потужні процеси затвердіння і плавлення, очевидно, не можуть не позначитися на конвективних потоках в ядрі зовнішньому. А значить, вони зачіпають і планетарну динамо-машину, і земне магнітне поле, і поведінку мантії, і рух материків.
Чи не тут криється розгадка розбіжності швидкості обертання ядра і іншої планети і шлях до пояснення прискореного зсуву магнітних полюсів?
Пітер Ольсон (Peter Olson) з університету Джона Хопкінса (Johns Hopkins University), який не брав участі в новому дослідженні, зазначає, що запропонована модель ядра набагато простіше пояснює його загадки, ніж попередні гіпотези.
Останні, наприклад, вибудовують зворотний ланцюжок впливу: від неравномерностей в русі речовини мантії до нерівномірності в потоках зовнішнього ядра і через них - до аномалій у розподілі речовини в ядрі внутрішньому. Втім, обидва варіанти зовсім не виключають один одного, а цілком можуть виявитися доповнюють.
Ніяк не можу усвідомити, де у ядра захід, а де схід. У жителів Землі - зто всього лише напрямок видимого руху Сонця. А що це у ядра - зрозуміти не можу.
Ядром землі є ЧД і її вік значно почтеннее всього того, що надалі стало її оболонкою.
Навколо ЧД знаходиться зона руйнування речовини, це піч, яка розігріває наступний шар з важких елементів. Загалом шарів там досить багато, і без чіткого уявлення про будову планет і зірок, будь-який з цих шарів можна називати ядром, але реальним ядром є тільки ЧД.
Угу, а реальним ядром вашої розумової діяльності є мозжечек, сподіваюся що випливає з цього далі не варто пояснювати? Або у вас своя теорія і для нейрології і за одне і всієї анатомії людини?