С точки зрения истории, усреднённая конфигурация геомагнитного поля сильно отличается от идеализированной модели симметричных силовых линий, исходящих от воображаемого стержня, проходящего через планету от одного полюса к другому. Однако именно на этой упрощённой концепции базируются многие геологические, климатические и палеонтологические реконструкции. Это приводит к возникновению систематической погрешности, способной искажать наше понимание действительных процессов.
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews
Специалисты из Ливерпульского университета предприняли исследование, нацеленное на изучение долгосрочного воздействия двух колоссальных структур, обнаруженных около 40 лет назад на глубине 2900 км на рубеже мантии и ядра, на магнитное поле Земли. Речь идёт о так называемых крупных областях с пониженной скоростью сдвиговых волн (Large low-shear-velocity provinces, LLSVP) — не монолитных, но плотных и однородных образованиях, каждое из которых сопоставимо по размеру с Африкой. Их возможное существование было предположено благодаря сейсмическим исследованиям в 1970-х годах, а два десятилетия спустя учёные смогли составить о них более детальное представление.
Согласно актуальным научным взглядам, эти структуры сложены веществом более горячим, плотным и химически отличным от окружающей мантии. Вокруг каждой из них формируется оболочка из более холодного материала, в котором сейсмические волны движутся быстрее. По сути, создаётся температурный контраст, воздействующий на потоки расплавленного железа во внешнем ядре. Глобальная симметрия этих потоков нарушается, что приводит к возникновению аномалий в распределении магнитного поля планеты.
Однако всё это оставалось теоретической конструкцией, требующей подтверждения, чем и занялась группа британских исследователей. С помощью суперкомпьютера были построены динамические модели эволюции магнитного поля за последние 265 миллионов лет. В одной модели наличие структур LLSVP не учитывалось, а в другой — принималось во внимание. По завершении расчётов современная конфигурация магнитного поля Земли была точно воспроизведена именно моделью, учитывающей LLSVP, тогда как данные альтернативной модели не соответствовали действительности. Учёные полагают, что это является убедительным доказательством причины наблюдаемой неоднородности магнитного поля и, в частности, объясняет смещение магнитного полюса в сторону территории России.
«Данные результаты также играют ключевую роль в понимании древних расположений материков, включая процессы образования и распада суперконтинента Пангея, а также способны прояснить давние вопросы в сферах палеоклимата, палеобиологии и генезиса полезных ископаемых, — отметил ведущий автор исследования Энди Биггин (Andy Biggin). — В этих областях долгое время предполагалось, что усреднённое за геологические периоды магнитное поле Земли ведёт себя подобно идеальному стержневому магниту, сонаправленному с осью вращения планеты. Наши данные указывают, что это представление может быть не совсем точным».
