Супутники Swarm допомогли вченим зазирнути вглиб турбулентного ядра планети

Рідке залізо в зовнішньому ядрі Землі не завжди поводиться очікувано.

Джерело: phys.org

Рідке ядро, яке вирує приблизно за 2200 кілометрів під нашими ногами, під час свого руху створює геомагнітне поле планети. Вимірюючи невеликі зміни в магнітному полі, вчені історично припускали, що потік ядра рухається переважно на захід. Проте у 2010 році він несподівано змінив свій напрямок глибоко під Тихим океаном і почав сильно зміщуватися на схід.

Причини цього непоясненого розвороту потоку розплавленого матеріалу досі залишаються загадкою. У дослідженні, опублікованому в журналі Journal of Studies of Earth's Deep Interior, проаналізовано як наземні спостереження, так і супутникові дані між 1997 і 2025 роками. У роботі використали дані місій Swarm і CryoSat Європейського космічного агентства, а також німецької місії CHAMP і місії Ørsted. Дослідження показало, що широка область багатого на залізо флюїду під екваторіальною частиною Тихого океану перейшла від слабкого руху на захід до сильного руху на схід.

Раніше вважалося, що система зовнішнього ядра рухається порівняно стабільно, але ця драматична зміна свідчить, що так буває не завжди. Провідний автор дослідження Фредерік Даль Мадсен з Единбурзького університету зазначив, що цей масштабний розворот викликає нові запитання про поведінку глибоких надр Землі. Наразі вчені прагнуть зрозуміти, чи є цей розворот короткочасною флуктуацією, частиною повторюваного коливання, чи новим стабільним станом рівноваги для циркуляції ядра.

Модель також показує, що сильний східний потік у Тихому океані послабшав після 2020 року. Його поява збіглася в часі зі зміною поведінки внутрішнього ядра, зафіксованою геодезією та сейсмологією. Магнітне поле Землі створюється рухом у рідкому зовнішньому ядрі, де електропровідне розплавлене залізо циркулює навколо твердого внутрішнього ядра. Запущені у 2013 році три супутники Swarm несуть високочутливі магнітометри, здатні картографувати магнітне поле з винятковою точністю.

Ці спостереження дозволили дослідникам реконструювати моделі потоків на межі ядра та мантії, а також виявити раптові зміни, пов'язані з тихоокеанським розворотом і геомагнітним поштовхом 2017 року. За словами керівника місії Swarm Аньї Стромме, довгостроковий набір даних є надзвичайно важливим для цього дослідження. Супутникові дані також дозволили виявити хвилеподібні прискорення та структури потоку, які швидко змінюються і могли б залишитися прихованими в шумніших наборах даних.

Хоча ці процеси відбуваються глибоко під поверхнею Землі й не становлять небезпеки для людей чи клімату, вони є фундаментальними для розуміння роботи нашої планети. Рух рідкого заліза створює магнітне поле, яке захищає Землю від заряджених частинок, що летять від Сонця. Поле повільно змінюється з часом, впливаючи на все — від навігаційних систем до роботи космічних апаратів і моделей космічної погоди навколо Землі.