Самая глубокая точка ниже уровня моря, где побывали люди на нашей планете, находится на глубине 35,853 0.2 футов в Бездне Челленджера, части Марианской впадины. Как бы глубоко это ни звучало, это менее 3,959% от среднего расстояния в XNUMX XNUMX миль от поверхности до центра Земли.
Ядро Земли находится так далеко за пределами нашей досягаемости, что его изучение является сложной задачей. Ученым приходится полагаться на измерения ударных волн от землетрясений, проходящих через ядро или отражающихся от него, чтобы определить, каково наше ядро. Некоторые из их открытий полностью изменили наше понимание того, что происходит внутри нашей планеты.
7 Ядро Земли одновременно жидкое и твердое
Ядро Земли твердое или жидкое? Ответ: и то, и другое. Легко представить, что ядро — это большой шар расплавленной породы, который время от времени вырывается на поверхность и вырывается из вулканов или просачивается из трещин. Однако, в то время как внешнее ядро жидкое, внутреннее ядро в самом центре нашей планеты твердое.
Это кажется нелогичным, поскольку температура увеличивается по мере углубления в Землю. Если температура достаточно высока для того, чтобы внешнее ядро было жидким, как внутреннее ядро, которое находится при еще более высокой температуре, может быть твердым?
Причина в давлении. Давление также увеличивается по мере углубления в Землю, и давление во внутреннем ядре настолько велико, что температуры плавления железа и никеля во внутреннем ядре значительно повышаются. Несмотря на то, что оно горячее, более высокая температура плавления означает, что внутреннее ядро остается твердым.
6 Мы знаем о внутреннем ядре менее 100 лет
Если вы не знали, что у Земли есть твердое внутреннее ядро, не расстраивайтесь. Человечество прожило почти всю свою жизнь, не осознавая этого факта. Открытие того, что у Земли есть твердое внутреннее ядро, было сделано только в 1936 году.
Датский сейсмолог Инге Леманн изучала измерения ударных волн от землетрясения в Новой Зеландии. Она обнаружила, что некоторые волны были обнаружены в местах, которых они не должны были достичь, если бы все ядро было жидким, и предположила, что они, должно быть, отклонились от границы в ядре Земли. Ее объяснение состояло в том, что ядро должно состоять из твердого внутреннего ядра, окруженного жидким ядром.
Лишь в 1970-х годах более точные измерения привели к тому, что теория Лемана стала общепринятым научным консенсусом, поэтому можно утверждать, что мы узнали о наличии у Земли твердого ядра лишь около 50 лет назад.
5. Внутреннее ядро может быть горячее поверхности Солнца
Несмотря на то, что внутреннее ядро твердое, оно очень горячее. В настоящее время невозможно точно определить температуру, поскольку оно находится более чем в 3,000 милях под нашими ногами, но ученые подсчитали, что температура на границе между внутренним и внешним ядром может достигать 5700 К (9800 F).
Как ни странно, это очень близко к предполагаемой температуре поверхности Солнца. Если внутреннее ядро становится горячее по мере погружения, то могут быть части внутреннего ядра, которые горячее поверхности Солнца.
4 Внутреннее ядро становится больше
Внутреннее ядро Земли изначально не было твердым. Когда Земля формировалась, в ядре было захвачено много тепла, и железо, составляющее большую часть внутреннего ядра, вероятно, было расплавлено. Со временем ядро начало остывать, пока не достигло точки, где температура упала ниже точки плавления железа при высоком давлении во внутреннем ядре.
Это привело к тому, что жидкое ядро начало кристаллизоваться, и со временем большая часть жидкости охладилась, создав твердое внутреннее ядро, которое существует в настоящее время. Однако этот процесс охлаждения все еще происходит, и большая часть жидкого внешнего ядра охлаждается до точки, где она падает ниже точки плавления и становится твердой.
По оценкам, внутреннее ядро растет примерно на миллиметр каждый год. В конце концов, все ядро затвердеет, и хотя нам пока не о чем беспокоиться, это будет иметь серьезные последствия для нашей планеты.
3 Без ядра Земли нас бы здесь не было
Причина, по которой затвердевание внешнего ядра было бы настолько плохим, заключается в том, что оно лишило бы нас жизненно важной защиты, которую жидкое ядро дает нашей планете. Это потому, что магнитное поле Земли создается движением расплавленного железа во внешнем ядре. Без этого процесса магнитное поле стало бы очень слабым или даже исчезло бы совсем.
Это не очень хорошие новости для жизни на Земле. Магнитное поле защищает Землю несколькими способами: оно защищает нас от радиации Солнца, отклоняет солнечный ветер, который в противном случае мог бы разрушить нашу атмосферу, и защищает нас от космических лучей, которые достигают нас из глубин космоса. Заряженные частицы от Солнца отклоняются магнитным полем, и вместо того, чтобы поразить нашу планету, они попадают в два больших пояса вокруг Земли, известных как пояса Ван Аллена.
Как только ядро Земли затвердеет, а магнитное поле ослабеет или исчезнет, ничто не сможет помешать этим заряженным частицам бомбардировать планету. Если вы хотите узнать, как это может сработать, просто посмотрите на Марс. Когда-то у него была гораздо более плотная атмосфера, но он давно утратил свое магнитное поле. Со временем солнечный ветер стер большую часть атмосферы, оставив ее с атмосферой плотностью около 1% от плотности земной атмосферы. Если бы это произошло на Земле, нам понадобилось бы гораздо больше, чем солнцезащитный крем, чтобы защитить себя. Жизнь на Земле стала бы неустойчивой.
2. Вращение внутреннего ядра может изменить направление
Наша планета вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот каждые 23 часа и 56 минут. Долгое время предполагалось, что внутреннее и внешнее ядра также вращаются с одинаковой скоростью. Однако реальность может быть гораздо интереснее.
Согласно статье, опубликованной в Nature в 2024 году, скорость вращения внутреннего ядра далека от постоянной. Бывают периоды, когда внутреннее ядро вращается быстрее мантии, известные как супервращение. Бывают и другие периоды, когда внутреннее ядро вращается медленнее мантии, известные как субвращение.
Согласно исследованию, между 2003 и 2008 годами внутреннее ядро супервращалось, а затем с 2008 по 2023 год оно субвращалось с меньшей скоростью. Это означает, что около 2008 года вращение замедлилось, чтобы соответствовать скорости мантии, а затем начало двигаться медленнее мантии. Если представить себе точку на внутреннем ядре, это означает, что относительно мантии эта точка двигалась бы вперед в одном направлении, затем остановилась, затем начала бы двигаться назад в другом направлении к своему исходному положению.
Если это так, то получается немного странный результат. Игнорируя внешние силы, по закону сохранения углового момента, если внутреннее ядро вращается быстрее, мантия должна вращаться медленнее. Когда внутреннее ядро замедляется, мантия должна вращаться немного быстрее.
Если поверхность Земли вращается быстрее или медленнее, это означает, что наш день становится немного длиннее или короче. Однако эти изменения будут едва заметны, из-за чего длина дня изменится на крошечную долю секунды.
1. Внутреннее ядро меняет форму
Внутреннее ядро вращается и медленно растет, но недавнее открытие, похоже, указывает на то, что оно также меняет форму. Исследование 2025 года, опубликованное в Nature, провело измерения сейсмических волн от землетрясений и проанализировало результаты в те моменты, когда внутреннее ядро находилось в том же положении, что позволило бы исключить влияние изменяющейся скорости вращения.
Результаты все еще показали изменения в измерениях, и предлагаемое объяснение заключается в том, что эти изменения вызваны деформацией внутреннего ядра на границе с внешним ядром, поскольку форма внутреннего ядра меняется. Одна из теорий заключается в том, что поток внешнего ядра оставляет отпечатки на внутреннем ядре, подобно тому, как море оставляет хребты и впадины в песке под ним. Какое влияние эти изменения формы внутреннего ядра могут оказать на нашу планету, еще предстоит определить.
Живя на поверхности Земли, легко забыть о тысячах миль планеты, лежащих под нашими ногами. На самом деле, расстояние от того места, где вы стоите, до центра Земли примерно такое же, как долететь из Нью-Йорка в Швецию.
Поскольку ядро Земли так далеко, мы все еще многого о нем не знаем. Однако ученые продолжают узнавать все больше и больше о том, что происходит в ядре нашей планеты, и результаты часто оказываются намного интереснее, чем мы могли ожидать.
