5 Minutės
2010 metais maždaug 3 000 kilometrų po Ramiojo vandenyno dugnu įvyko netikėtas judesys: dalis lydimos išorinės šerdies, kuri paprastai juda į vakarus, staiga pakeitė kryptį ir pradėjo judėti į rytus. Šį poslinkį neaptiko gręžinėjimas ar tiesioginis mėginių ėmimas, jokios technologijos nepasiekia tokio gylio, tačiau jis buvo nustatytas kruopščiu virš mūsų esančio magnetinio lauko skaitymu.
Žemės magnetinį lauką generuoja išorinė šerdis, esanti apie 2 900 kilometrų (1 800 mylių) po jūros lygiu.
Nematomos interpretacija: palydovai kaip stetoskopai
Palydovai stebi magnetinį lauką, kurį į kosmosą pumpuoja besisukantis, laidus geležies srautas išorinėje šerdyje. Išorinio lauko pokyčiai yra vieninteliai praktiški kasdieniai požymiai apie šerdies judėjimą. Nuo 1997 iki 2025 metų nuolatinis palydovinių duomenų archyvas atskleidė netikėtą modelį: didelio masto srautas po Ramiojo vandenyno, kuris apie 2010 metus pakeitė kryptį.
Žemės išorinio magnetinio lauko vizualizacija. (EKA)
Prieš 2010 metus ši sritis elgėsi panašiai kaip didžioji dalis išorinės šerdies, lėtai traukdama į vakarus ir įterpta į dominuojantį cirkuliacijos modelį, kurį mokslininkai vadina ekscentriniu planetiniu gyru. Tačiau po 2012 metų ta pati šerdies sritis rodė stiprų judėjimą į rytus. Tai nepriminė praeinančio sūkuriuko. Signalas atspindėjo maždaug penkis procentus išorinės šerdies paviršiaus srauto ir turėjo platų, bangos pavidalo struktūrą, o ne siauras zonines juostas, matomas dujinių milžinių atmosferose.
Ką sako duomenys
Tyrėjai atkūrė modelį, sujungdami beveik trisdešimt metų magnetinių stebėjimų. Jų analizė rodo, kad judėjimas į rytus stiprėjo per 2010-uosius, pasiekė piką apie 2020 metus ir vėliau pradėjo silpti. Toks trajektorijos pobūdis kelia svarbių klausimų: ar tai buvo trumpalaikis sutrikimas, pasikartojanti osciliacija ar naujo dinaminio režimo pradžia šerdyje?
Mokslininkai elgiasi atsargiai. Išorinė šerdis yra turbulentiška. Tačiau pastebėtas apsisukimas yra didesnis ir nuoseklesnis, nei leistų manyti smulkus chaosas. Tai reiškia, kad jėgos arba sąveikos Žemės viduje gali reorganizuoti srautą regioniniu ir galbūt pusrutulio mastu.
Sujungiantys signalai iš gilaus vidaus
Kiti geofiziniai įrašai rodo reikšmingas anomalijas maždaug tais pačiais metais. Žemės dienos ilgis, kuris svyruoja maždaug 5,8 metų ritmu ir yra susijęs su kampinio momento mainais tarp mantijos ir šerdies, patyrė sutrikimą, prasidėjusį apie 2010 metus ir tęsiusį iki 2014 metų. Seisminiai stebėjimai taip pat užuomina apie subtilius pokyčius vidinės šerdies elgesyje. 2017 metais palydovai užfiksavo geomagnetinius trūkčiojimus: staigius lauko sutrikimus, kurie buvo siejami su greitais pokyčiais giliai šerdyje.
Visi šie nepriklausomi įrodymai kartu rodo suaktyvėjusią dinaminę veiklą Žemės giliame viduje. Jie neįrodo vieningos priežasties, bet stiprina nuomonę, kad 2010 metų srauto apsisukimas nebuvo izoliuotas atsitiktinumas.
Kodėl tai svarbu
Iš pirmo žvilgsnio mintis, kad lydima geležis keičia kryptį toli po pluta, gali skambėti teorinė. Tačiau tai turi praktinę reikšmę. Geodinamas, kuris generuoja Žemės magnetinį lauką, priklauso nuo didelio masto srautų išorinėje šerdyje. Magnetinis laukas saugo mūsų atmosferą ir apsaugo gyvybę nuo energetinių dalelių, plūstančių iš Saulės ir toliau. Gilesnis šerdies dinamikos supratimas gerina magnetinės aplinkos prognozes ir, išplėstai, modelius apie kosminių oro sąlygų poveikį palydovams, navigacijai ir elektros tinklams.
Turime būti aiškūs. Šis apsisukimas nesukelia tiesioginės grėsmės paviršiaus gyventojams. Pokyčiai vyksta per plačias erdvines ir laiko skalės. Vis dėlto jų priežasčių supratimas gerina prognozavimo galimybes ir aiškina, kaip apskritai elgiasi planetų magnetiniai laukai.
Svarstomi mechanizmai
Kelios priežastys galėtų sukelti regioninį išorinės šerdies srauto apsisukimą. Terminės arba cheminės anomalijos šerdies–mantijos riboje gali nukreipti srauto modelius. Elektromagnetinis sąsiejimas tarp vidinės ir išorinės šerdies regionų gali inicijuoti reorganizacijas. Didelio masto bangos arba nestabilumai skystoje geležyje gali sklisti ir pertvarkyti cirkuliaciją. Šiuo metu tyrėjai vertina šias galimybes, lygindami jas su palydovų ir seismologinių stebėjimų duomenimis.
Elisabetta Iorfida iš Europos kosmoso agentūros Swarm misijos pažymi, kad tęsiamos palydovinės stebėsenos atskleidžia smulkesnes šių procesų detales. Ji pabrėžia, kad reikia kelių dešimtmečių stebėjimų, kad būtų galima nustatyti, ar tokie įvykiai kartojasi ir kaip jie veikia ilgalaikę lauko evoliuciją.
Išorinės šerdies srautas po Ramiojo vandenyno (kiekviename žemėlapyje centre dešinėje) 1999 m. (viršuje) ir 2016 m. (apačioje). (EKA)
Ekspertų įžvalga
"Matome, kad gilaus vidaus veikla nėra laikrodžio mechanizmas, o gyva sistema su reorganizacijos epizodais", sako dr. Miguel Andrade, geofizikas Planetų fizikos institute. "2010 metų įvykis suteikia retą galimybę susieti magnetinius, seisminius ir rotacijos duomenis į nuoseklią pasakojimą. Su patobulintais modeliais ir naujais duomenimis galbūt netrukus nustatysime, ar tai buvo laikinas sutrikimas, ar ilgesnio ciklo dalis."
Pasekmės mokslui ir technologijoms
Praktinės naudos išsivysto kartu su patikimesniais šerdies modeliais. Tikslesni magnetinio lauko žemėlapiai padeda palydovų navigacijai ir ryšiams. Patikimesnės geomagnetinių svyravimų prognozės padeda valdyti rizikas elektros tinklams ir technologijų jautriai infrastruktūrai. Iš mokslinės perspektyvos šios stebėsenos verčia teoretikus tobulinti geodinamo modelius, kol jie sugebės atkartoti staigias reorganizacijas, panašias į tą, kuri, kaip manyta, įvyko po Ramiojo vandenyno.
Įrankiai svarbūs. Swarm ir kitos magnetinės misijos veikia kaip flotilė jautrių stetoskopų. Palydovinės magnetometrijos derinys su seisminiais tinklais, geodeziniais matavimais ir pažangiais skaitiniais modeliais yra kelias į priekį. Kiekvienas duomenų rinkinys riboja skirtingus gilaus Žemės elgesio aspektus ir kartu jie kuria nuoseklų vaizdą.
Išvados
2010 metų išorinės Žemės šerdies srauto apsisukimas po Ramiojo vandenyno primena, kad mūsų planetos vidus išlieka dinamiškas ir tam tikrais aspektais prastai ištirtas. Tai parodo nuolatinės palydovinės stebėsenos, tarpdisciplininio duomenų sintezės ir patikimų modelių svarbą. Artimiausiais metais tyrėjai stebės, ar rytinis antplūdis silpsta, kartojasi ar virsta nauju modeliu, ir su kiekvienu stebėjimu mūsų supratimas apie Žemės magnetinę širdį gilės.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą