Проанализировав распространение сейсмических волн при землетрясениях, авторы нового исследования пришли к выводу, что внутреннее ядро Земли вращается со скоростью около 0,05–0,1 градуса в год.
Ядро Земли разделяется на расплавленное внешнее ядро толщиной около 2200 километров, переходную зону и твердое внутреннее ядро, радиус которого — примерно 1300 километров. На глубине около 2900 километров находится граница между внешним ядром и нижними слоями земной мантии (граница Вихерта — Гутенберга). Температура на границе внутреннего ядра составляет приблизительно 5700 К (5400 °C), внешнего – от 4400 °C до 6100 °C.
Ученые пока не до конца понимают, как в земных недрах возникает эффект «магнитного динамо», при котором благодаря движению жидких масс генерируется магнитное поле Земле. Но они считают, что этот эффект тесно связан с динамическими процессами вблизи границы между внутренним и внешним ядром. Сдвиги в расположении магнитных полюсов, изменения напряженности магнитного поля и аномальные сейсмические данные побудили их рассмотреть взаимоотношение внешнего и внутреннего ядра подробнее.
«В 1996 году наша группа впервые обнаружила небольшое, но систематическое изменение сейсмических волн, проходящих через внутреннее ядро, которое мы интерпретировали как свидетельство дифференциального вращения внутреннего ядра относительно поверхности Земли, — говорит профессор Сяодун Сун (Xiaodong Song) из Иллинойского и Пекинского университетов. — Тем не менее в некоторых исследованиях считается, что то, что мы интерпретируем как движение, является результатом сейсмических волн, отражающихся от чередующихся подъемов и опусканий внутренней границы ядра».
Теперь профессор Сун и аспирант Иллинойского университета И Ян (Yi Yang) проанализировали сейсмические данные из различных географических точек от повторяющиеся землетрясений, так называемых «дублетов», которые происходят в одном месте в разное время. «Наличие данных из одного и того же места, но полученных в разное время, позволяет нам отличать изменения сейсмических сигналов из-за локальных изменений рельефа от тех, что меняются из-за движения и вращения», — пояснил Ян. Ученые выявили некоторые сейсмические волны, изменения в которых при проходе через внутреннее ядро не могли бы произойти, если бы эта часть ядра была бы неподвижной относительно других оболочек Земли.
Исследование опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.
