Около 2900 километров под землей жидкометаллическое «сердце» Земли претерпело неожиданные и драматические изменения более десяти лет назад. Исследования показывают, что в бурлящем «океане» жидкого железа во внешнем ядре Земли область под Тихим океаном внезапно «развернулась» примерно в 2010 году, изменившись с общего потока на запад на поток, значительно направленный на восток, что противоположно обычной крупномасштабной циркуляции на запад во внешнем ядре Земли.

Аномалия впервые была зафиксирована в ходе долгосрочного спутникового мониторинга магнитного поля Земли. Геомагнитное поле в первую очередь создается сильным потоком проводящего расплавленного металла во внешнем ядре Земли. Этот «двигатель», преобразующий кинетическую энергию в магнитную, называется геодинамо (геомагнитное динамо). Именно это магнитное поле образует защитную «магнитную клетку», окружающую Землю, которая не только помогает Земле поддерживать атмосферу, поддерживающую жизнь, но и блокирует большое количество вредных космических лучей и частиц высокой энергии от Солнца, обеспечивая ключевой барьер для обитаемости Земли.

Фредерик Даль Мэдсен, ученый-геолог из Эдинбургского университета в Великобритании, отметил, что это крупномасштабное изменение направления потока под Тихим океаном подняло новые вопросы для нашего понимания поведения глубоких недр Земли. Он сказал, что научно-исследовательской группе сейчас срочно необходимо выяснить, является ли этот разворот всего лишь частью кратковременных колебаний и периодических колебаний, или же он указывает на то, что внешняя циркуляция ядра движется к какому-то новому стабильному состоянию. С этой целью ученые подчеркивают, что продолжение высокоточного мониторинга в будущем будет иметь решающее значение для отслеживания эволюции этого потока в ближайшие годы.

Открытие основано на анализе спутниковых данных за 27 лет с 1997 по 2025 год. Предыдущие исследования показали, что внешнее ядро ​​Земли в целом медленно движется на запад по схеме, называемой «эксцентрическим планетарным круговоротом». Однако команда Мэдсена обнаружила, что примерно в 2010 году локальная область внешнего ядра, расположенная под Тихим океаном, внезапно отклонилась от этой существующей схемы: до 2010 года в этой области все еще наблюдался слабый поток в западном направлении, но после 2012 года он сменился на четкий и сильный поток в восточном направлении. Данные показывают, что этот поток акционеров продолжал увеличиваться после 2012 года, достигнув пика примерно в 2020 году, а затем начал постепенно ослабевать.

Еще более удивительно то, что это не мелкомасштабный вихрь или локальное возмущение, а вовлечено около 5% «поверхностного» потока внешнего ядра, что немало. Этот сигнал также отличается от поясообразных циркуляционных структур вокруг планет, наблюдаемых на жидких телах, таких как Юпитер и Сатурн. Исследователи описали это как большой кусок расплавленного металла, который «внезапно меняет свое обычное направление потока, разворачивается и течет в противоположном направлении». Это явление бросает вызов предыдущему традиционному пониманию относительно стабильных и медленно развивающихся крупномасштабных потоков во внешнем ядре Земли, предполагая, что недра Земли могут быть более динамичными и изменчивыми, чем считалось ранее.

Что именно вызвало это «противотечение», скрытое глубоко под землей, еще не установлено, но многочисленные независимые наблюдения указывают на аномальное время около 2010 года. Период вращения Земли претерпевает небольшие изменения длины дня примерно каждые 5,8 года, и считается, что это явление связано с динамической активностью ядра Земли. Данные показывают, что это циклическое изменение столкнулось со значительными нарушениями примерно в 2010 году, и только в 2014 году оно вернулось к своему нормальному ритму. В то же время сейсмологические наблюдения также показывают, что внутреннее ядро ​​Земли могло проявлять признаки поведенческих изменений в тот же период.

Кроме того, около 2017 года спутники зафиксировали серию так называемых «геомагнитных рывков», представляющих собой внезапные «подергивания» и аномальные изменения геомагнитного поля. Считается, что эти события связаны с турбулентной активностью глубоко внутри ядра Земли. Исследовательская группа предполагает, что эти аномалии 2017 года могут быть неразрывно связаны с серией глубоких динамических процессов, вызванных или связанных с внезапным изменением потока внешнего ядра в 2010 году.

Хотя эти глубокие изменения звучат весьма «захватывающе», ученые подчеркивают, что в настоящее время нет никаких доказательств прямой опасности для людей на поверхности. Однако, поскольку геомагнитное поле играет центральную роль в сопротивлении космической погоде и защите окружающей среды Земли, понимание того, как работает «основной двигатель», который управляет его изменениями, имеет решающее значение для улучшения способности человечества прогнозировать геомагнитные изменения и явления космической погоды. Элизабетта Йорфида, научный сотрудник проекта спутника «Рой» Европейского космического агентства, отметила, что это исследование поднимает интригующий вопрос: каковы динамические процессы, посредством которых самые глубокие структуры Земли соединяются друг с другом?

Она сказала, что по мере того, как геомагнитное поле продолжает развиваться, спутниковые миссии предоставляют нам все более подробные картины динамики недр Земли. Эти наблюдения позволяют предположить, что поведение ядра Земли может быть более сложным и непредсказуемым, чем считалось ранее. Соответствующие результаты были опубликованы в Журнале исследований недр Земли.

От внезапного разворота расплавленного металла во внешнем ядре до нарушенного микроцикла длины дня и геомагнитных «конвульсий», возникших одна за другой несколько лет спустя, год около 2010 постепенно оказывается критическим временным узлом для аномального скачка «сердца» Земли. В обозримом будущем, независимо от того, означает ли это событие долгосрочное циклическое колебание или просто кратковременную «внезапную вспышку», потребуются еще годы непрерывных и точных глобальных спутниковых и геофизических наблюдений, чтобы выявить, какие изменения переживает невидимое гигантское «динамо» глубоко под землей.