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

15 фигурантов и их судьбы 15 фигурантов и их судьбы

Каждый из них оказался навеки проклят за преступления против человечности

Дилетант
В ловушке саморазрушения: как разобраться в причинах самосаботажа и справиться с ним В ловушке саморазрушения: как разобраться в причинах самосаботажа и справиться с ним

Какие существуют формы самосаботажа, как их отслеживать и пресекать

Forbes
Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Как выстроить отношения между отчимом и ребенком: 5 советов от детского психолога Как выстроить отношения между отчимом и ребенком: 5 советов от детского психолога

Как помочь ребенку наладить отношения с отчимом

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

К вопросу о развитии цветообозначений в разных языках

Наука и жизнь
Как готовили наложниц для гаремов: историки нашли старинные документы Как готовили наложниц для гаремов: историки нашли старинные документы

Времена гаремов давно прошли, но записи тех дней до сих пор сохранились

Cosmopolitan
Будущее пятого поколения Будущее пятого поколения

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

Популярная механика
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
Долгая счастливая жизнь Долгая счастливая жизнь

Старение – это естественно, но не нормально

Популярная механика
Астрономы нашли нового кандидата в самую далекую галактику Астрономы нашли нового кандидата в самую далекую галактику

Свет от этой галактики шел до Земли 13,5 миллиардов лет

N+1
Космические тоннели Космические тоннели

Существуют ли кротовые норы?

Популярная механика
Как защититься от комаров: что нужно знать, отправляясь на природу Как защититься от комаров: что нужно знать, отправляясь на природу

Почему одних комары почти не кусают, а другие не знают, куда от них спрятаться?

Популярная механика
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
«Эктомобиль» охотников за приведениями и еще 10 легендарных автомобилей из мира кино «Эктомобиль» охотников за приведениями и еще 10 легендарных автомобилей из мира кино

Подобрать на главную роль автомобиль, похоже, задача ответственная и сложная

Популярная механика
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

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

Psychologies
Как понять, что пора уходить от мужчины? Расскажет его знак зодиака Как понять, что пора уходить от мужчины? Расскажет его знак зодиака

Как известно, все знаки зодиака в отношениях ведут себя по-разному

Cosmopolitan
Выживут только инфорги Выживут только инфорги

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

Популярная механика
Йога для начинающих: 10 простых асан, советы тренера Йога для начинающих: 10 простых асан, советы тренера

Одно из важных преимуществ йоги — ее доступность каждому

РБК
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
Ночной режим съемки в смартфоне: как творится волшебство Ночной режим съемки в смартфоне: как творится волшебство

Заглянем «под капот» режима ночной съемки в смартфоне

CHIP
Они идут Они идут

Часы сегодня — средство самовыражения и туристический аттракцион

Вокруг света
Динозавр с больной ногой прошелся по дну пруда Динозавр с больной ногой прошелся по дну пруда

Палеонтологи из Испании изучили ископаемые следы хищного динозавра

N+1
Русские воины на службе у Орды Русские воины на службе у Орды

Привлечение в армию отрядов из покорённых земель являлось обычной практикой

Дилетант
Туннель Сен-Готард: как устроен самый длинный скоростной ЖД-туннель в мире Туннель Сен-Готард: как устроен самый длинный скоростной ЖД-туннель в мире

Туннель Сен-Готард: какие сложнейшие проблемы были решены в ходе строительства

Популярная механика
Чудесная Чудесная

В созвездии Кит расположилась одна из самых удивительных звёзд нашего неба, Мира

Наука и жизнь
Вечный груз Вечный груз

Почему «Груз 200» Алексея Балабанова не может утратить актуальности

Weekend
Эрудиция против поисковиков Эрудиция против поисковиков

Зачем много знать и помнить в эпоху интернета

РБК
На черепе гоминина из Дманиси нашли три травматических повреждения На черепе гоминина из Дманиси нашли три травматических повреждения

Изменение костной ткани гоминина, возможно, связано с инфекционным заболеванием

N+1
Вечный вклад: как эндаументы дореволюционной России меняли жизнь, медицину и науку Вечный вклад: как эндаументы дореволюционной России меняли жизнь, медицину и науку

Как работали эндаументы — вечные вклады — в дореволюционной России

Forbes
Зачем имитировать голод? Зачем имитировать голод?

Для долголетия нужно жить впроголодь – или голод можно просто «изобразить»?

Здоровье
Открыть в приложении