Десять тайн, скрывающихся в недрах Земли

Под поверхностью Земли находится огромная экосистема, битком набитая микроорганизмами. Миллиарды крошечных бактерий, архей и эукариот существуют и процветают в толще земли. Около 70% всех земных микробов живут именно там. Есть даже предположения, что разнообразие жизни на этих «подземных Галапагосах» может быть гораздо больше, чем на поверхности. Эту огромную экосистему называют глубокой или тёмной биосферой.

Внутреннее ядро Земли может иметь собственное внутреннее ядро — гигантский металлический шар диаметром 643,7 км. Первые предположения по поводу этого загадочного тела были сделаны в 2002 году и с тех пор уже несколько раз были найдены доказательства его существование. До этого считалось, что наша планета состоит из четырёх слоев: коры, мантии, внешнего и внутреннего ядра. Но теперь к этому списку добавляют «самое внутреннее ядро», хотя о нём и известно очень мало. Чтобы узнать больше, учёные изучают рябь, вызванную сильными землетрясениями. Эти сейсмические волны проносятся по диаметру Земли, отскакивая туда-сюда, иногда до пяти раз. Изучая искажение этих волн, проходящих через сердце планеты, исследователи могут увидеть самое внутреннее ядро.

В 2022 году учёные обнаружили настоящую алмазную «фабрику», скрытую в центре Земли. Они провели эксперименты, воспроизведя экстремальные условия давления и температуры на границе ядра и мантии с помощью высокоэнергетических рентгеновских лучей и лазеров. И результаты показывают, что вода и железо в ядре вступают в реакцию с образованием оксидов и гидроксидов, подобно тому, как металл ржавеет здесь на поверхности. Отличие состоит в том, что жидкий плавильный котел может превратить весь этот высвобожденный углерод в алмазы.

Благодаря Европейскому космическому агентству (ЕКА) и их спутниковому проекту Swarm мы теперь знаем немного больше о внутренних процессах нашей планеты. Анализируя данные, собранные Swarm, ученые ЕКА обнаружили совершенно новый тип магнитных волн. Они проходят по поверхности внешнего ядра Земли, там, где это ядро переходит в мантию, распространяются каждые семь лет и движутся на запад со скоростью до 1500 км/год. Благодаря вращению Земли, эти волны выстраиваются вдоль ее движения, причем колебания геодинамо- и магнитных полей, связанные с этими волнами, наиболее сильно ощущаются вблизи экваториальной области земного ядра.

В 2022 году геологи проследили путь Земли, когда она парила в Млечном Пути. И как они это сделали? Изучая мельчайшие кристаллы из земной коры. Эти минеральные песчинки меньше толщины волоса, но они рассказывают об астрономическом путешествии нашей планеты. Исследователи расшифровали возраст и состав этих минералов. По мере того, как Солнечная система перемещается по Млечному Пути, ледяные обломки выбиваются из её внешних пределов и устремляются внутрь. Считается, что часть их врезается в Землю со скоростью 52 км/с. Доказательства этих высокоэнергетических столкновений сохраняются в крошечных кристаллах в земной коре, что позволяет геологам прокладывать курс планеты в космосе.

Из ядра Земли выходит редкая форма газообразного гелия, и учёные считают, что это может быть связано с этапами формирования Вселенной. В 2022 году было проведено исследование, в котором ученые продемонстрировали, сколько газа гелия-3 выбрасывается из сердца планеты. Гелий-3 чаще всего образуется в огромных вращающихся дисках газа и пыли, известных как солнечные туманности. Многие астрономы считают, что Солнечная система родилась внутри солнечной туманности, и эти новые данные свидетельствуют о том, что Земля могла быть такой же.

Глубоко под Антарктидой лежит река протяжённостью 460 километров. Ученые обнаружили гигантский водный объект с помощью установленной на самолете радиолокационной системы. Аэрофотосъемка показала, что гигантская река протекает под антарктическими ледяными щитами и впадает в море Уэдделла. Поначалу исследователи считали, что озера под антарктическим льдом изолированы друг от друга, но теперь становится понятно, что там внизу есть целые системы, связанные между собой речными сетями.

Под тектоническими плитами скрывается область частично расплавленной породы. Так говорят ученые из Техасского университета, которые обнаружили ранее неизвестную зону в ходе исследования астеносферы в 2023 году. Этот новооткрытый слой является частью верхней мантии, лежащей на глубине примерно 161 километр под поверхностью. Его открытие проливает новый свет на внутреннюю работу мантии. Ученым известно, что астеносфера выступает своего рода мягкой границей между верхней мантией и тектоническими плитами. Но как именно работает эта граница, до конца не изучено. Это новое исследование показывает, что тепло и конвекция горных пород в мантии оказывают большое влияние на движение плит, а не на их плавление, как считалось ранее.

В 2020 году геофизики из Мэрилендского университета объявили, что обнаружили нечто странное, просматривая записи сейсмических волн. Данные показали признаки горячих областей очень плотной породы между ядром и мантией. Ученые уже мельком видели эти структуры раньше, но новое исследование дало более полное представление об их природе и свойствах. Изучая сигналы из недр, ученые нашли свидетельства существования ранее неопознанной структуры под Маркизскими островами в южной части Тихого океана.

Один гигантский резервуар под поверхностью содержит столько воды, что ею можно трижды заполнить все океаны на Земле. Открытие было сделано в 2014 году во время измерения сигналов 500 землетрясений с помощью тысяч сейсмометров. Данные свидетельствовали о существовании рингвудита — горной породы, образовавшейся под огромным давлением на глубине 700 км под нашими ногами. Рингвудит обладает невероятной впитывающей способностью, и исследователи подсчитали, что если всего 1% горной породы находится под водой, это указывает на подземный океан рекордной емкости. Рингвудит похож на губку, впитывающую воду. В кристаллической структуре рингвудита есть что-то особенное, что позволяет ему притягивать водород и удерживать воду в глубинах земной мантии.