Жидкое ядро Земли неожиданно развернулось — и ученые пока не знают почему

Чтобы понять, почему это важно, нужно немного разобраться в устройстве Земли. Если разрезать планету пополам, внутри окажется несколько слоев. В самом центре — твердое внутреннее ядро, железно-никелевый шар размером примерно с две трети Луны. Температура там около 5000 градусов Цельсия. Вокруг сердцевины — жидкое внешнее ядро из расплавленного железа. Этот расплавленный металл постоянно движется под действием тепловых потоков и вращения Земли. Поскольку он электропроводящий, его движение порождает электрические токи, а те создают магнитное поле Земли — этот механизм называется геодинамо. Без него мы бы не смогли ориентироваться по компасу, а планета была бы беззащитна перед солнечным ветром.

До сих пор считалось, что жидкая оболочка земного ядра ведет себя относительно предсказуемо: в целом течет на запад и не меняет поведение в масштабах жизни одного поколения. Новое исследование доказывает, что это не так. Мадсен и его коллеги проанализировали данные с 1997 по 2025 год — из наземных магнитных обсерваторий и четырех спутников: датского Ørsted, немецкого CHAMP и двух миссий Европейского космического агентства — CryoSat и трехспутниковой группировки Swarm. Спутники позволили отличить сигналы из глубины Земли от помех, которые создают океаны, земная кора и ионосфера.

Swarm запустили в 2013 году — уже после того, как разворот потока случился. Но благодаря высокоточным данным этой миссии ученые смогли увидеть, что происходило с потоками после 2010 года, а заодно обнаружить в более ранних данных волнообразные ускорения и быстро меняющиеся структуры, которые раньше тонули в шуме. Все это вместе позволило реконструировать картину событий за почти три десятилетия.

Причина разворота пока неизвестна. Но есть кое-что примечательное: в 2010 году начало меняться поведение и твердого внутреннего ядра. Данные сейсмологии показывают, что около 2010 года внутреннее ядро, которое до этого чуть опережало вращение Земли, начало притормаживать. Мадсен говорит, что эти два события могут быть связаны — но пока это гипотеза, которую еще предстоит проверить.

Отдельного объяснения заслуживает геомагнитный джерк 2017 года, который исследование тоже затрагивает. Джерк (от английского jerk — «рывок», «толчок») — это резкое изменение в скорости изменения магнитного поля. Поле и так все время медленно меняется, но иногда эти изменения вдруг резко ускоряются на несколько месяцев или лет. Такие события случаются примерно раз в 3-12 лет и давно известны ученым, но механизм их возникновения долго оставался загадкой. Современные модели связывают джерки с гидромагнитными волнами, которые возникают в жидком внешнем ядре.

Хорошая новость: все это происходит слишком далеко и слишком медленно, чтобы угрожать людям. Здесь и сейчас это не повлияет ни на климат, ни на сейсмическую активность. Но магнитное поле защищает атмосферу и всю нашу технологическую инфраструктуру от заряженных частиц солнечного ветра, и понимать, как оно меняется, практически важно для работы навигационных систем и прогнозирования космической погоды рядом с Землей.

Самая опасная погода: все о солнечной активности и «космических синоптиках»

Интересно и другое: модель, которую использовали ученые, показывает, что с 2020 года восточный поток под Тихим океаном снова начал ослабевать. Это означает, что разворот мог оказаться временным — одним из долгих природных циклов в динамике ядра. Или нет. Ученые говорят, что ответ даст только продолжение наблюдений.