Conversation: магнитное поле Земли может поддерживаться горячими областями

Магнитное поле Земли, защищающее планету от космического излучения, может во многом зависеть от двух гигантских горячих областей на границе между ядром и мантией. К такому выводу пришли геофизики, изучившие связь между глубинной структурой планеты и поведением магнитного поля на протяжении сотен миллионов лет.

Об этом сообщает портал The Conversation.

Внутреннее строение Земли состоит из твердой коры, мантии, жидкого внешнего ядра и твердого внутреннего ядра. Именно движение расплавленного железа во внешнем ядре формирует геодинамо — механизм, создающий глобальное магнитное поле. Для его устойчивой работы необходим постоянный отток тепла от ядра к более холодной мантии.

Однако ученые давно обратили внимание на две аномальные области в нижней мантии — под Африкой и Тихим океаном. В этих регионах сейсмические волны распространяются медленнее, чем в окружающих породах.

"Мы показали, что эти области, вероятнее всего, значительно горячее окружающей мантии и существенно влияют на тепловой поток от ядра", — отметили авторы исследования.

Ученые проанализировали намагниченность древних вулканических пород возрастом до 250 млн лет. Оказалось, что направление магнитного поля, зафиксированное в этих породах, зависело не только от широты, но и от долготы их формирования — особенно в экваториальных регионах. Это плохо согласуется с классической моделью геодинамо, но хорошо объясняется влиянием горячих областей на границе ядра и мантии.

Для проверки гипотезы исследователи использовали компьютерные модели геодинамо.

Симуляции показали, что если тепло от ядра уходит неравномерно — медленнее в аномальных зонах, — магнитное поле становится более устойчивым и приобретает продольные неоднородности, совпадающие с геологическими данными.

По мнению авторов, горячие области действуют как тепловой изолятор, снижая охлаждение жидкого металла под ними. Это подавляет движение вещества во внешнем ядре и одновременно "экранирует" магнитное поле.

"Эти структуры, по-видимому, способствуют стабильности магнитного поля Земли на геологических масштабах времени", — заключили исследователи.