Внутренне ядро Земли

Внутреннее ядро Земли может оказаться древнее на 1.2 миллиарда лет, чем считалось ранее. К такому выводу пришел ученый Алексей Смирнов, исследуя историю формирования Сибирских траппов. В настоящее время Смирнов является профессором знаменитого МТИ - Мичиганского технологического университета.

Ядро Земли — это центральная часть планеты, самая глубокая, которая расположена непосредственно под мантией Земли и, вероятнее всего, состоит из сплава железа с никелем с небольшим количеством примесей. Средний радиус земного ядра составляет 3500 километров, тогда как радиус Земли — 6300 километров. Про ядро почти ничего нельзя сказать достоверно: вся имеющаяся информация получена косвенным образом, с помощью геохимических или геофизических методов, поскольку образцы ядра недоступны для изучения: в данный момент наука не располагает технологиями, которые позволили бы пробурить скважину глубиной 3000 километров. Более того, большинство ученых считает, что это невозможно сделать в принципе.

Существует достаточно много версий того, как сформировалось внутренне ядро Земли. По одной из них, оно возникло ещё в протопланетном облаке. Другая теория говорит о том, что ядро возникло как результат гравитационной дифференциации первоначальной Земли в начальный период её роста или несколько позже. В последнее время эта гипотеза является самой популярной в ученом мире. Возраст ядра Земли оценивается в интервале 1-3.5 миллиарда лет, но аргументов, говорящих о том, что ядро возникло 1 миллиард лет назад, было немного больше.

Алексей Смирнов, профессор геофизики МТИ вместе с коллегами из Йельского университета и Университета Рочестера обнаружили, что возраст внутреннего ядра может оказаться на 1.2 миллиарда лет больше и составить, как минимум, 2.2 миллиарда лет.

Соответствующая статья опубликована в свежем номере журнала Physics of the Earth and Planetary Interiors.

«Для фундаментальной науки открытие данного факта - большое достижение. Исследователи, которые строили свои предположения на том факте, что внутреннее ядро имеет возраст 1 миллиард лет, не сильно обрадуются», — отметил Смирнов.

Ранее ученому из России удалось объяснить историю формирования Сибирских траппов — ступенчатых магматических пород особой структуры. Ученый использует метод датировки, который основан на палеомагнетической информации, — на измерении магнитных полей в древнейших горных породах Земли. Собрав такие данные с разных точек по всей Земле, Смирнов, таким образом, и сумел произвести оценку возраста внутреннего ядра планеты.

Он считает, что эта дата рождения ядра тесно связана с началом тектонических процессов поверхностных литосферных плит.

«Когда при формировании нашей планеты в процессе субдукции одна плита подминалась под другую, приближение верхнего холодного материала к границе внешнего жидкого ядра могло инициировать возникновение и дальнейший рост твердого внутреннего ядра», — считает он. Подобные выводы удалось выполнить на основе изучения «летописей» древнейших планетарных скал.

Учитывался также эффект дрейфа материков, поэтому следующим этапом исследования станет изучение древних пород в Индии, которая когда-то составляла единый континент с Южной Америкой и Африкой, но не с Азией.

В Индии находятся другие знаменитые траппы — траппы Декана.

«Мы исследовали геологические формации, которые сегодня рассредоточены по всей планете. И сегодня мы уже знаем, какие различия в магнетизме свойственны породам возрастом 5-195 миллионов лет, какие - породам 1-2.2 миллиарда лет и какие – породам возрастом 2.2-3 миллиарда лет», — сказал Смирнов.

Выводы этого исследования были выполнены на основе детального анализа данных, полученных с 28 точек практически на всех континентах, и сейчас эта информация доступна в специальной базе данных. Раньше работы проводились, главным образом, в Канаде и Австралии. «Подобные исследования можно проводить в любом месте Земли, где имеется доступ к докембрийским породам», — отметил ученый (начало Кембрийского периода - 542 миллиона лет).

Смирнов начал изучать палеомагнетизм, будучи еще студентом в России.

До своего отъезда в Северную Америку ученый трудился в СПбГУ, а именно в лаборатории профессора Владимира Шашканова, после получения степени кандидата наук и магистерской степени в Университете Рочестера, начал работать постдоком в Йельском университете и Университете Рочестера.