Исследование глубин нашей планеты представляет собой одну из наиболее сложных задач современной науки: несмотря на то, что люди смогли совершить путешествия на миллиарды километров в космическом пространстве, проникновение внутрь Земли достигло лишь отметки чуть более чем в 12 километров. Значительная нехватка информации наблюдается относительно границы между мантией и ядром – важнейшей области, находящейся на глубине приблизительно 2900 километров, где генерируется магнитное поле Земли.
Исследование, представленное в журнале Nature Geoscience, предоставляет новые сведения о процессах, протекающих в этой зоне. В ходе исследования ученые выявили магнитные признаки того, что два обширных массива раскаленных горных пород, расположенных у основания мантии – под Африкой и Тихим океаном – на протяжении миллионов лет оказывают воздействие на состояние жидкого внешнего ядра Земли.
«Обнаруженные структуры, размеры которых сопоставимы с размерами континентов, окружены глобальным поясом более холодных пород, простирающимся от Северного до Южного полюса Земли вдоль границы мантии и ядра. Подобная температурная разница оказывает существенное влияние на геодинамо – движение жидкого железа во внешнем ядре, которое отвечает за формирование магнитного поля планеты», – отмечают авторы научной работы.
Разница между горячими и холодными участками в недрах Земли
С целью получения результатов исследователи сопоставили данные палеомагнитных наблюдений с передовыми компьютерными моделями. Цифровое моделирование позволило воссоздать изменения магнитного поля Земли за последние 265 миллионов лет. Даже при использовании высокопроизводительных вычислительных систем, подобные расчеты требуют значительных вычислительных мощностей.
Проведенные моделирования продемонстрировали, что температура на границе внешнего ядра распределена весьма неоднородно. В области под горячими участками мантии движение расплавленного железа может замедляться или вовсе прекращаться, в то время как в зонах с более низкой температурой циркуляция сохраняется. Это объясняет, почему некоторые компоненты магнитного поля оставались неизменными на протяжении сотен миллионов лет, а другие подвергались значительным изменениям.
«Представление о магнитном поле Земли как об идеальном «магнитном стержне», усредненном по времени, ставится под вопрос полученными результатами, – отметили авторы исследования. – Эти данные имеют важное значение для понимания эволюции недр планеты, древних конфигураций континентов, включая формирование и разрушение Пангеи, а также климатических и биологических изменений, и процессов формирования природных ресурсов».»
