Жердің ядросы өзгеруде: геофизиктер бұл құбылыстың салдарын болжаудың қиын екенін анықтады.

Мықты емес жаңғақ

Жердің ядросына тереңірек ене отырып – гипотетикалық түрде, әрине, геофизиктер оны таңдана зерттеуді тоқтатпайды. Ядро темірден және күрделі құрылымнан тұратыны белгілі болды. Сыртқы қабаты сұйық, ал ішкісі – қатты. Осы «ішкі ядро» деп аталатын бөліктің диаметрі 2440 шақырым. Бұл шар, Плутонның көлемі шамасындай, сұйық темір «сиропында» айналып жүрген жаңғақ секілді.

Жер мен оның бетінде орналасқан барлық нәрселер «жаңғақпен» бірге бір бағытта айналса да, әртүрлі жылдамдықпен айналады. Ішкі қатты ядро – сәл жылдам. Алайда соңғы уақытта оның айналуы баяулаған – бетімен және сұйық ортасымен салыстырғанда. «Жаңғақ» тоқтағандай, тіпті кері бағытта қозғалғандай – бет оның алдынан озып кетті.

Бұл өзгерістер туралы көптеген ғалымдар, соның ішінде Джон Видейл (geophysicist John Vidale) және оның Оңтүстік Калифорния университетіндегі (University of Southern California, Los Angeles -UCLA) әріптестері хабарлады. Қазіргі уақытта олар жаңа оғаштықтарды байқады: «жаңғақ» формасын өзгерте бастаған.

Геофизиктің «түсініксіз» деп атаған ашылулары сейсмикалық толқындардың көмегімен жүзеге асырылды.

Алдымен ішкі ядроның айналуын түсінуге ядролық қару сынақтары көмектесті. Соның ішінде, СССР-дің Жаңа Жердегі сынақтары. Америкалықтар оларды бақылап, сейсмикалық толқындарды тіркеп, олардың ішкі ядродан қалай шағылысатынын бақылаған. Тіркеулер сақталған, және оларды Видейл мен оның әріптестері талдады.

Кейін ғалымдар Жерді «тесіп» өткен 200-ге жуық жер сілкінісінің сейсмикалық толқындарын зерттеді. Деректердің талдауы толқындардың өту сипаттамасына ішкі ядроның айналуының сыртында тағы бір нәрсе әсер ететінін көрсетті – сұйық және қатты қабаттың шекарасындағы қандай да бір процестер.

Ғалымдар «жаңғақтың» формасы өзгеріп жатқаны жөніндегі болжамды ең жақсысы деп шешті. Бірақ олар әлі де қалай – ядроның ісінуі немесе оның бетінде шықпалар пайда болуы мүмкін екенін білмейді. Ядро «бұралып» жатыр.

Ғалымдар өз гипотезаларын тексеріп, жаңа зерттеулерді жоспарлауда, ал әзірге қазіргі нәтижелерін - журналда Nature Geoscience жариялауда.

Мүмкін одан да жаман

Ядроның мінез-құлқына және оның формасына әсер ететін процестер неге қауіп төндіреді? Кім біледі. Белгісіздік қорқынышты. Өйткені, мүмкін, Жердің ішкі ядросының айналмалы темір шарында дәл сол геомагниттік өріс бар, ол бізді ғарыштық және күн радиациясынан қорғайды, магнитті дауылдардан сақтайды. Ал егер айналу баяуласа, онда өріс әлсіреуі мүмкін бе? Айтпақшы, белгілер бар. Жердің ядросы тоқтаса, және оның қорғау өрісі мүлдем жойылса – қашу керек, кім қашып құтылса…

Егер «ішкі» айналу Жердің жалпы айналуына қандай да бір әсер етсе, онда ол баяулай бастайды - күн санап. Күндер, олар қазір аздап ұзартылған, айтарлықтай ұзарады. Бұл қауіпті емес - адамдарға тек уақыт қосылады.

Бұл тарихымызда болған – сол кезде адамдар болмады. Мысалы, 530 миллион жыл бұрын бір күн 21 сағатқа, жыл 420 күнге тең болды. Жер өте жылдам айналды, бірақ біртіндеп баяулады.

Тормоздау феноменін цианобактериялар немесе көк-жасыл балдырлар растап отыр, олар өзгерістерді өз денелерімен фиксирлейді. Оларға жарық түскенде, балдырлар тік өсті, ал қараңғылықта - көлденең. Ғалымдар осы қазба қалдықтарының шөгінділерін әртүрлі геологиялық дәуірлерде зерттей отырып, олардың сол кездегі күндердің ұзақтығын анықтады.

АЙТПАҚШЫ

Жердің ядросының темір екенін қайдан білеміз

Жақында дейін екі негізгі дәлел болды. Біріншіден, Жердің орташа тығыздығы оның сыртқы қабаттарының жыныстарынан әлдеқайда жоғары. Демек, ішінде ауыр және тығыз бір нәрсе бар.

Екіншіден, темір – тығыздық бойынша ең қолайлы материал – ғаламда ең көп таралған элементтердің бірі.

Үшінші дәлел екі жыл бұрын француз ғалымдары бірнеше ғылыми ұйымдардан (CEA DAM-DIF, Universit´e Paris-Saclay, ESRF, BP220, F-38043 Grenoble Cedex, European Synchrotron Radiation Facility) алынды. Олар ядроның темірін синтездеді – дәл сол, ол Жердің ядросында бар деп есептеледі.

Ғалымдар Жердің ядросының темірін синтездеді. Фото: University of Utah

Терең темір – гексаферрум α- темірден (феррит) алынды, ол алмаздардың көмегімен 7 ГигаПаскаль қысымында сығылды. Бұл 70 килограмға жуық квадрат сантиметрге тең. Сығылу кезінде үлгінің температурасы 800 градусқа көтерілді;

Гексаферрумның қасиеттері оның кристалдарының кеңістіктегі бағытына тәуелді екендігі анықталды - мұндай темірдегі тербелістер әртүрлі бағытта әртүрлі таралады.

Анықталған феномен 20-шы ғасырдың 80-ші жылдарында геофизиктерді таңқалдырған тағы бір феноменді түсіндірді. Бұл да сейсмикалық толқындармен байланысты. Полюс пен полюс арасында жүріп жатқан толқындар Жерді экватор арқылы жүріп жатқан толқындарға қарағанда тезірек өтеді. Егер ішкі ядро монокристалдық темір болса, онда бәрі дұрыс - осылай болуы тиіс.