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

Грязь под крышей мира Грязь под крышей мира

Что ждет Катманду в ближайшем будущем?

Вокруг света
«Обожаю моменты, когда все сминается и рушится»: предприниматель о кризисе, психолог — о предпринимателе «Обожаю моменты, когда все сминается и рушится»: предприниматель о кризисе, психолог — о предпринимателе

«Испытания — способ почувствовать себя живой». Комментарии гештальт-терапевта

Psychologies
Пролог к мировым войнам Пролог к мировым войнам

Русско-японская война стала шоком отнюдь не только для России

Дилетант
«Любимчик Сталина»: почему погиб самолет Сигизмунда Леваневского «Любимчик Сталина»: почему погиб самолет Сигизмунда Леваневского

Жизненная установка Сигизмунда Леваневского привела пилота к гибели

Вокруг света
Рождение и гибель мегаполисов Рождение и гибель мегаполисов

Почему Вавилон пришел в упадок?

Вокруг света
Крутящий момент двигателя: на что влияет и почему он так важен Крутящий момент двигателя: на что влияет и почему он так важен

Что такое крутящий момент двигателя как он связан с мощностью

РБК
Тяжелый легкий бег Тяжелый легкий бег

Как работает организм на марафонских дистанциях

Популярная механика
Невероятные открытия о работе нашей памяти: как ученые стимулировали воспоминания током и составляли карту мозга Невероятные открытия о работе нашей памяти: как ученые стимулировали воспоминания током и составляли карту мозга

Отрывок из книги Мэтью Кобба «Мозг: биография»

Популярная механика
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Новая этика vs традиционные ценности Новая этика vs традиционные ценности

Отменяет ли новая этика дружбу, любовь, надежность?

СНОБ
Может ли цвет настроения стать зелёным? Может ли цвет настроения стать зелёным?

К вопросу о развитии цветообозначений в разных языках

Наука и жизнь
Как покорить любого мужчину: Майя Плисецкая объяснила всё одной фразой Как покорить любого мужчину: Майя Плисецкая объяснила всё одной фразой

«Оставить после себя след в человеке — вот главное», — говорила балерина

Cosmopolitan
Долгая счастливая жизнь Долгая счастливая жизнь

Старение – это естественно, но не нормально

Популярная механика
Как побороть последствия стресса для тела и сознания: мнения экспертов Как побороть последствия стресса для тела и сознания: мнения экспертов

Как сохранить здоровье тела и ясность ума в нашу тревожную эпоху?

РБК
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

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

Популярная механика
5 лучших книг Виктора Пелевина: подборка, которую должен прочитать каждый 5 лучших книг Виктора Пелевина: подборка, которую должен прочитать каждый

Самые крутые романы Виктора Пелевина

Популярная механика
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
Комедии, фильмы из детства и «Властелин колец»: как вылечить весеннюю апатию с помощью кино Комедии, фильмы из детства и «Властелин колец»: как вылечить весеннюю апатию с помощью кино

Как хорошее кино может помочь справиться с плохим настроением?

Популярная механика
Выживут только инфорги Выживут только инфорги

«Инфорги» — люди, которые придут на смену Homo Sapiens

Популярная механика
Никто не хотел защищать Никто не хотел защищать

Дело о похищении и уничтожении Казанской иконы Божией Матери

Дилетант
Ню в невесомости Ню в невесомости

Анна Грачевская – девушка явно не робкого десятка

Playboy
11 фильмов о человеке в эпоху экономического кризиса 11 фильмов о человеке в эпоху экономического кризиса

Фильмы, в которых люди важнее денег, а финансовые кризисы — лишь пейзаж

Weekend
Как летает «Кинжал» Как летает «Кинжал»

Что такое аэробаллистическая траектория и в чем ее преимущества

Популярная механика
Спят на коровах и не расстаются с автоматами: как живет племя мундари в Южном Судане Спят на коровах и не расстаются с автоматами: как живет племя мундари в Южном Судане

Попасть к этому племени очень сложно, зато можно посмотреть наши фото!

Вокруг света
Вольный город Данциг и польская почта Вольный город Данциг и польская почта

Данциг существовал как независимое государство между двумя мировыми войнами

Дилетант
Современные весы: что означают цифры на «умных» устройствах Современные весы: что означают цифры на «умных» устройствах

Что и как можно понять из выданных показателей умных весов

VOICE
Отечественный лук незаменим! Отечественный лук незаменим!

Веками наша страна славилась замечательным репчатым луком народной селекции

Наука и жизнь
«Наша аудитория — это люди эпохи сервисов доставки и шеринга. Мы для них такой же сервис — только в сфере жилья»: основатель Colife Артем Бабинов о коливингах в России и ОАЭ «Наша аудитория — это люди эпохи сервисов доставки и шеринга. Мы для них такой же сервис — только в сфере жилья»: основатель Colife Артем Бабинов о коливингах в России и ОАЭ

Основатель Colife — о формате коливингов и рынке недвижимости в ОАЭ

Inc.
Жизнь и судьба Бориса Ельцина Жизнь и судьба Бориса Ельцина

Борис Ельцин с триумфом ворвался в большую политику

СНОБ
Магний в рационе: 10 продуктов, которые стоит есть женщинам после 50 лет Магний в рационе: 10 продуктов, которые стоит есть женщинам после 50 лет

В каких продуктах магния больше всего

Популярная механика
Открыть в приложении