Ядро Земли перестало вращаться, электромагнитное поле нашей планеты разрушается

Наука и жизньНаука

Земля. Прятки под мантией

Геофизик сделал шокирующее открытие: ядро Земли перестало вращаться, электромагнитное поле нашей планеты разрушается, и скоро Земля погибнет. Единственный способ перезапустить ядро и спасти планету заключается в том, чтобы отправиться в глубь Земли на уникальном термостойком корабле и взорвать там ядерный заряд…

Записала Наталия Лескова

Земля на самых ранних этапах своего развития была совсем не похожа на ту «голубую планету», на которой впоследствии зародилась жизнь. И тем более удивительно, что на месте океана раскалённой магмы спустя десятки и даже сотни миллионов лет смог появиться океан с водой.

Апокалиптичных сценариев такого рода у режиссёров фильмов-катастроф припасено на десятилетия вперёд. Но у нашей планеты тоже найдётся чем нас удивить. Например, до сих пор непонятно, как на Земле появились океаны. О том, как необычные свойства одного вещества помогли по-новому взглянуть на недра Земли, рассказывает доктор физико-математических наук Артём ОГАНОВ, профессор Сколтеха.

До сих пор человечеству удалось продвинуться в деле изучения глубоких недр собственной планеты совсем ненамного. Самая глубокая скважина — чуть более 12 километров. Это Кольская сверхглубокая, знаменитый и очень дорогой советский проект, его рекорд до сих пор не превзойдён. Но, учитывая, что радиус Земли почти 6400 км, эта дюжина километров, конечно, совсем мелочи. Перспектива добурить до центра Земли крайне призрачна.

О строении и составе нашей планеты мы знаем, вероятно, меньше, чем о составе и строении далёких звёзд, и на то есть причины. Судя по всему, поверхность звезды напрямую связана с её внутренними областями. Поэтому данные о размере и массе звезды, а также о температуре её поверхности могут подсказать, как эта звезда устроена и эволюционирует. А поверхность и внутренности Земли имеют совершенно разный состав, и о том, что находится в ядре Земли, по составу земной коры догадаться практически невозможно.

Если посмотреть в целом, то о глубинных областях Земли у нас есть совсем немного прямых данных. Например, рассказать о недрах могут кусочки пород, привнесённых с глубин магматическими процессами, — так называемые ксенолиты, вырванные восходящей магмой с относительно небольших глубин. Или включения в алмазах, которые образуются в мантии и во время своего роста тоже захватывают кусочки окружающей среды. Всё это даёт пусть ограниченный, но крайне ценный источник информации о глубоких слоях Земли.

Остальное — косвенные данные. Мы знаем размер Земли, её массу, а отсюда знаем среднюю плотность вещества планеты. Нам известен момент инерции Земли, который однозначно указывает на сильную концентрацию плотности в её ядре. Из этого следует, что Земля — не однородный бильярдный шар: в центре её находится что-то очень плотное. И это что-то состоит преимущественно из железа.

Из спектральных данных можно оценить распространённость элементов во Вселенной. Мы также знаем состав самых примитивных метеоритов — углистых хондритов. Это те древние кусочки вещества, из которых слепились, как снежки, будущие планеты земной группы, и потом уже в них начались процессы химической дифференциации, благодаря которым у планеты выделилось ядро. Если мысленно перемешать современную Землю в гигантском миксере, то мы получим вещество с составом того самого углистого хондрита — правда, за вычетом определённого количества летучих элементов, которые испарились в периоды сильного разогрева планеты.

Модель хранения воды в недрах Земли: (a) — на ранних стадиях формирования ядра, (b) — после образования ядра Земли. Рисунок из статьи: Li H.-F., Oganov A. R. et al. Ultrahigh-pressure magnesium hydrosilicates as reservoirs of water in early Earth // Phys. Rev. Lett. 128, 035703, January 2022.

Ещё один важный источник нашего знания о внутреннем устройстве Земли — это сейсмические данные. Сейсмические волны, порождённые землетрясениями или ядерными взрывами, проходят сквозь Землю и фиксируются многочисленными сейсмическими станциями на поверхности планеты. Анализируя время прохождения волн, можно определить, например, как меняется плотность породы с глубиной.

Оказалось, что Земля устроена, как луковица — у неё много оболочек, и сейсмологи до сих пор продолжают открывать новые. В 1906 году британский геолог Ричард Диксон Олдхэм выделил ядро Земли. Затем, в 1926 году геофизик Гарольд Джеффрис доказал, что ядро Земли жидкое, поскольку в нём распространяются звуковые волны только одного типа, продольные, а сдвиговые — нет. А в 1936 году сейсмолог из Дании Инге Леманн обнаружила, что внутри жидкого ядра есть твёрдое внутреннее ядро. Совсем недавно выяснилось, что и внутреннее ядро имеет сложную структуру, и она до сих пор не имеет надёжного объяснения.

Параллельно геофизики открыли и сложную структуру мантии Земли — она тоже состоит из нескольких оболочек. Эти оболочки отделяются друг от друга сейсмическими границами, на которых из-за скачкообразных изменений свойств мантии — плотности или скорости распространения волн — отражаются сейсмические волны.

Хоть и с большой погрешностью, но известна электропроводность вещества мантии и его вязкость в зависимости от глубины.

С высокой точностью известно распределение плотности земного вещества и распределение давления с глубиной. При этом мы не знаем точного распределения температур в глубинах Земли и в самых важных чертах понимаем, какое там находится вещество. Исходя из распространённости различных элементов во Вселенной и в углистых хондритах, а также зная их свойства, учёные пришли к выводу, что мантия — это силикатная порода, а ядро Земли представляет собой богатый железом сплав.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Нейробиологи описали стандартную траекторию развития головного мозга Нейробиологи описали стандартную траекторию развития головного мозга

Нейробиологи вывели стандартную кривую развития человеческого мозга

N+1
Лучше, чем жизнь Лучше, чем жизнь

Традиционно самыми ресурсоемкими считались спецэффекты для кино

Популярная механика
«В меня влюбился друг мужа, а я сделала ему больно» «В меня влюбился друг мужа, а я сделала ему больно»

Приставать к жене друга недопустимо. Но что делать, если ты в нее влюблен?

Psychologies
От бумеров до альфа От бумеров до альфа

Теория поколений распространилась в виде мемов и героев. Кто из них вы?

Популярная механика
PRP-терапия: как плазма помогает избавиться от травм PRP-терапия: как плазма помогает избавиться от травм

PRP-терапия – как с её помощью лечат болезни опорно-двигательного аппарата

Популярная механика
Технарь и гуманитарий. Откуда взялась эта пара? Технарь и гуманитарий. Откуда взялась эта пара?

Наука жёстко делится русским языковым сознанием на два материка

Наука и жизнь
7 нелепых диет: почему стоит держаться от них подальше 7 нелепых диет: почему стоит держаться от них подальше

Рассмотрим топ-7 нелепых диет, которых не стоит придерживаться

Psychologies
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

Время 4G на исходе. 5G серьезно изменит нашу жизнь

Популярная механика
Маргарет Тэтчер — краткая биография первой женщины с Даунинг-стрит Маргарет Тэтчер — краткая биография первой женщины с Даунинг-стрит

Как жила и за что боролась Маргарет Тэтчер

СНОБ
«Солнечный» витамин «Солнечный» витамин

Нужно ли принимать витамин D для профилактики?

Наука и жизнь
Страстная пятница: в чем ее символика и как она помогает нам сегодня Страстная пятница: в чем ее символика и как она помогает нам сегодня

Как библейская история может поддержать нас в трудные времена?

Psychologies
Может ли цвет настроения стать зелёным? Может ли цвет настроения стать зелёным?

К вопросу о развитии цветообозначений в разных языках

Наука и жизнь
Женщины после сорока: как мы меняемся Женщины после сорока: как мы меняемся

Жизнь женщины после сорока полна удивительных открытий

Psychologies
Четвёрка над пятёркой Четвёрка над пятёркой

Советские разведчики, которые вербовали, курировали и руководили «пятёркой»

Дилетант
Кто такая Amouranth и почему ее хотят половина зрителей Twitch Кто такая Amouranth и почему ее хотят половина зрителей Twitch

Рассказываем о сексуальной красотке и ее многомиллионных заработках.

Maxim
Пот, кровь, слёзы и крест Пот, кровь, слёзы и крест

В конце XI века десятки тысяч людей отправились освобождать Иерусалим

Дилетант
«Бог создал целые числа. Математические открытия, изменившие историю»: Стивен Хокинг исследует важнейшие математические труды «Бог создал целые числа. Математические открытия, изменившие историю»: Стивен Хокинг исследует важнейшие математические труды

Сложно представить современную науку без аналитической геометрии

N+1
Черные грибы Чернобыля Черные грибы Чернобыля

Жизнь способна укротить даже смертоносную радиацию и использовать ее во благо

Популярная механика
Физики напечатали порцию Физики напечатали порцию

Ученые разработали идеальную по вкусу кусочек шоколада

Популярная механика
Переступить порог рейхстага Переступить порог рейхстага

История главного исторического здания Берлина

Наука и жизнь
«Парень считает, что я невнимательная и неблагодарная» «Парень считает, что я невнимательная и неблагодарная»

Как научиться слушать и слышать других людей

Psychologies
Не заскучать в дороге: сколько фильмов и сериалов можно посмотреть, путешествуя по самым популярным направлениям России Не заскучать в дороге: сколько фильмов и сериалов можно посмотреть, путешествуя по самым популярным направлениям России

Подборка сериалов и фильмов, которые можно посмотреть в дороге

Популярная механика
Время твоего рождения расскажет всё о твоих отношениях: объясняют астрологи Время твоего рождения расскажет всё о твоих отношениях: объясняют астрологи

Именно от времени рождения зависит, какая планета станет твоим покровителем

Cosmopolitan
Как прокачать мозг? Полезные продукты, которые улучшат память и мышление Как прокачать мозг? Полезные продукты, которые улучшат память и мышление

Эти продукты помогут улучшить ваше мышление, память и внимательность

TechInsider
Королевское искушение: 5 блюд марокканской кухни Королевское искушение: 5 блюд марокканской кухни

В марокканской кухне экстравагантно сочетаются разные вкусы

Вокруг света
Что смотреть и пробовать в Тюменской области. Гид «РБК Стиль» Что смотреть и пробовать в Тюменской области. Гид «РБК Стиль»

Тюменская область: сибирское барокко, термальные источники и бескрайняя тайга

РБК
5 вопросов об аллергии 5 вопросов об аллергии

Аллергия — болезнь, на которую не начхать

Maxim
5 способов найти применения старым гаджетам: они вам пригодятся 5 способов найти применения старым гаджетам: они вам пригодятся

Мы знаем лучшее применение устаревших гаджетов

Популярная механика
Нью-йоркская история: почему «Энни Холл» Вуди Аллена — одна из самых умных романтических комедий в истории американского кино Нью-йоркская история: почему «Энни Холл» Вуди Аллена — одна из самых умных романтических комедий в истории американского кино

Чем «Энни Холл» так необычна на фоне классических романтических комедий

Esquire
Открыть в приложении