Ново изследване разкрива, че процеси, протичащи в дълбините на планетата, може да са променили гравитационното поле на Земята преди близо две десетилетия. Анализ на сателитни и орбитални данни показва необяснени вариации в гравитацията, настъпили между 2006 и 2008 г., които по това време са останали незабелязани.
При повторен преглед на архивни данни учените откриват аномалии, най-вероятно свързани с процеси в близост до земното ядро. Макар да няма директен достъп до ядрото, изследователите отдавна използват косвени методи за наблюдение, включително промени в гравитационното поле.
Една от водещите хипотези предполага, че масивни скални структури на границата между мантията и ядрото може да са в основата на засечените отклонения. Макар потвърждението да остава в бъдещето, резултатите се вписват в досегашните теории за динамиката на вътрешната структура на Земята.
„Това е наистина ново откритие“, казва съавторката Изабел Пане, геофизик в Университета „Гюстав Айфел“ в Париж, по повод анализа, публикуван в списание Geophysical Research Letters.
Всеки слой на Земята носи свои уникални характеристики: земната кора е крехка, мантията – твърда, а външното ядро – разтопено. Именно на границите между тези слоеве се пораждат някои от най-мощните природни явления – земетресенията и магнитното поле на планетата.
Заключенията от новото изследване се основават на данни от мисията GRACE – съвместен американско-германски проект, в рамките на който два спътника обикаляха Земята в тандем от 2002 до 2017 г. Мисията е засичала минимални вариации в гравитационното поле, чрез проследяване на разликите в разстоянието между двата спътника, причинени от масови натрупвания в земната повърхност, като планински вериги или водни басейни.
Първоначалната цел на GRACE е била да наблюдава глобалните водни ресурси – топенето на ледници, промени в подпочвените води и движението на океански маси. Впоследствие обаче учените започват да използват данните и за откриване на гравитационни аномалии, свързани със сеизмични и геофизични процеси.
В конкретния случай, анализът прониква на дълбочина до 2900 километра под повърхността – именно на границата между мантията и ядрото. Там, край бреговете на Африка, изследователите засичат необичаен гравитационен сигнал, който достига пик през 2007 г., но не се свързва с никакви промени в повърхностните води.
„Значи поне част от причината трябва да идва от твърдата Земя“, обяснява Пане. „Трябва да е нещо много дълбоко“.
Данни от други спътници, наблюдаващи магнитното поле на Земята, също са регистрирали аномалии в същия регион и времеви период, което подсилва хипотезата за вътрешен геофизичен процес с широк обхват.
Според учените, причината може да се крие във фазов преход на минерала перовскит, който е широко разпространен в мантията. Под въздействието на екстремно налягане, перовскитът може да е променил кристалната си структура, което да е довело до увеличаване на плътността на скалите в зоната. Това, от своя страна, е могло да предизвика локални движения на материята и т.нар. „вълни“, които да са се разпространили чак до границата между ядрото и мантията.
Учените предполагат, че тези вълни са деформирали външното ядро с до 10 сантиметра, променяйки движението на разтопените маси в него – процес, който директно влияе на формирането и поведението на магнитното поле на Земята.
Макар тази хипотеза най-добре да обяснява наличните данни, изследователите подчертават, че са необходими допълнителни анализи и моделиране, за да бъде тя окончателно потвърдена.
„За пръв път имаме убедителни доказателства за динамични процеси в основата на мантията, които се развиват достатъчно бързо, за да ги наблюдаваме в реално време“, казва Барбара Романович, сеизмолог от Калифорнийския университет в Бъркли.
Въпреки че резултатите са уникални, Пане и колегите ѝ вече планират да проверят и данни от действащи спътници, за да установят дали подобни събития се случват и днес.