Сейсмологи из Австралийского национального университета (ANU) обнаружили энергетические сигналы, порождённые зимними штормами в Северной Атлантике, которые проходят через ядро Земли и доходят до Австралии. Это открытие, опубликованное в журнале Seismological Research Letters (SRL), не только углубляет понимание строения нашей планеты, но и открывает перспективы для изучения других тел Солнечной системы. Рассказываем, как учёные уловили эти сигналы, что они значат и как могут изменить науку.

Сигналы из глубин: как штормы достигают ядра

Команда ANU использовала две спиральные антенные решётки размером 50 на 50 км, установленные в удалённых районах Австралии, для регистрации сейсмических волн. Эти волны возникают из-за мощных циклонов в Северной Атлантике, проходят через жидкое внешнее ядро и твёрдое внутреннее ядро Земли (диаметром ~1300 км) и фиксируются в Австралии во время южного лета (декабрь–февраль). Главные источники сигналов — регионы у побережья Гренландии и Ньюфаундленда.

Ключевым объектом исследования стал микросейсмический шум — слабые колебания, вызванные взаимодействием океанских волн с твёрдой поверхностью Земли. Учёные выделили два типа волн:

  • P-волны (сжимающие), проходящие через ядро и мантию.
  • S-волны (сдвиговые), которые затухают в жидком внешнем ядре, но помогают понять его границы.

«Мы буквально видим, как энергия штормов пронизывает Землю насквозь, — говорит ведущий автор исследования Хрвое Ткальчич. — Это как космический пинг-понг, где сигналы отражаются и доходят до противоположной стороны планеты».

Как это работает?

Методика основана на корреляционном анализе волновых полей, ранее применённом ANU для обнаружения внутреннего ядра Земли в 2018 году. Учёные:

  1. Анализировали микросейсмы, генерируемые штормами в Атлантике, с помощью антенн в австралийских пустынях (например, в районе Пилбара).
  2. Отфильтровывали шум, фокусируясь на слабых сигналах, которые проходят через ядро (~20 минут на путь от Гренландии до Австралии).
  3. Сопоставляли прямые и отражённые волны, определяя их траекторию и источник.

Анализ выявил, что южная часть Гренландии — наиболее активная зона, где штормы создают мощные микросейсмы. Это связано с глубокими океанскими впадинами и сильными ветрами, усиливающими волны.

Почему это важно?

Открытие даёт новые инструменты для науки:

  • Строение Земли: сигналы, проходящие через ядро, уточняют его состав (железо-никель с примесями серы и кислорода) и границы между жидким внешним и твёрдым внутренним ядром.
  • Другие планеты: методика применима к телам без тектонической активности, таким как Марс или Луна. Например, она может выявить ядро у экзопланет, где нет вулканов или землетрясений.
  • Климат и океаны: изучение микросейсмов помогает понять, как штормы передают энергию через океан и сушу, улучшая климатические модели.

«Мы можем заглянуть внутрь планет, не буря скважины, — поясняет Ткальчич. — Это как рентген для космоса».

Что дальше?

Учёные планируют:

  • Расширить сеть антенн для повышения чувствительности к микросейсмам.
  • Применить методику к данным с марсианского сейсмометра InSight, чтобы изучить ядро Красной планеты.
  • Сопоставить сигналы с климатическими данными, чтобы прогнозировать усиление штормов из-за глобального потепления.

Будущие миссии, такие как Europa Clipper (2024–2030), могут адаптировать метод для анализа недр спутников Юпитера, где океанские волны создают схожие вибрации.