На протяжении веков мы с восхищением смотрели на звёзды. Однако под нашими ногами есть мир не менее захватывающий, чем небеса. Под поверхностью Земли скрывается целая вселенная загадок и необычных явлений. Внутри ядра обнаружена «внутренняя часть внутреннего ядра». Алмазы, которые, возможно, рождаются десятками в экстремальных условиях. Следы космических путешествий нашей планеты — всё это спрятано в недрах.
И, пожалуй, самое удивительное — мы по-прежнему очень мало знаем о том, что там, в глубине. Учёные только начинают открывать новые тайны. Поэтому в ближайшие годы нас, вероятно, ждут ещё более поразительные находки.
10. Подземные Галапагосы: экосистема, кипящая жизнью
Есть гигантская подземная биосфера — и она ОГРОМНАЯ
Под поверхностью Земли расположена колоссальная экосистема. Она буквально забита микроорганизмами. Как сообщили на конференции Американского геофизического союза в 2018 году, в глубинах обитают миллиарды бактерий, архей и эукариот. По оценкам, около 70% всех земных микробов живут именно там. Это значительно больше, чем ожидали исследователи, и потому выводы стали настоящим сюрпризом.
Более того, есть предположение, что разнообразие жизни в этих «Подземных Галапагосах» даже выше, чем на поверхности. «Наши исследования микробов глубокой биосферы дали много нового знания. Но они также показали, как много мы ещё не понимаем о жизни в недрах», — объясняет микробный эколог Рик Колуэлл из Орегонского университета. Он добавляет, что учёные пока не знают всех путей влияния глубинной жизни на поверхностную и наоборот. А пока остаётся только удивляться тем метаболическим стратегиям, которые позволяют организмам выживать в крайне бедных ресурсами и суровых условиях глубин Земли.
9. Ядро ядра Земли
Серьёзные доказательства ещё одной структуры внутри земного ядра
У внутреннего ядра Земли есть собственное внутреннее ядро — гигантский металлический шар диаметром около 400 миль (≈643,7 км). Впервые его существование предположили в 2002 году. Затем гипотезу подтвердили несколькими независимыми исследованиями. Раньше считалось, что Земля состоит из четырёх основных слоёв: кора, мантия, наружное и внутреннее ядро. Теперь к ним добавили «самое внутреннее» ядро. Хотя о его свойствах мы пока знаем очень мало.
Чтобы выяснить детали, учёные изучают «eхо» крупных землетрясений. Сейсмические волны проходят через диаметр Земли, словно шарик в игре пинг-понг. Они отражаются туда-сюда порой до пяти раз. Анализируя, как эти волны искажаются, проходя через самые глубинные области, исследователи получают косвенный «sнимок» внутренней внутренней части ядра.
8. Алмазная фабрика в центре Земли
Как рождаются алмазы?
В 2022 году учёные сообщили о возможной «алмазной фабрике» вблизи земного ядра. Команда из Advanced Photon Source (APS) Министерства энергетики США применила уникальные технологии. Высокоэнергетические рентгеновские лучи и лазеры воссоздали огромные температуры и давления, подобные тем, что царят на больших глубинах.
По оценкам, до 90% всего земного углерода сосредоточено у ядра. Иногда этот углерод взаимодействует с гидратированными минералами, которые опускаются вниз вместе с океанической корой. Учёные APS проверили, что происходит, когда углерод, вода из этих минералов и расплавленное железо ядра смешиваются при экстремальных условиях. Оказалось, вода и железо реагируют с образованием оксидов и гидроксидов. Это чем-то похоже на ржавление металла на поверхности. Однако в той «плавильной смеси» углерод может преобразовываться в алмазы.
7. Невиданные ранее магнитные волны
Swarm обнаружил магнитные волны над внешним ядром Земли
Через Землю ежедневно проходят самые разные, порой таинственные явления — от «теневых» частиц до неизвестных волн. Благодаря спутниковой миссии Европейского космического агентства (ESA) Swarm мы узнали об одном таком процессе больше.
Анализ данных Swarm выявил совершенно новый тип магнитной волны. Она распространяется по поверхности внешнего ядра со скоростью около 932 миль в год (≈1500 км/год). Кажется, что это медленно. Но для исследователей такая скорость оказалась неожиданно высокой. «Геофизики давно предполагали существование подобных волн, — поясняет ведущий автор исследования Николя Жилле. — Только считалось, что они действуют на гораздо больших временных масштабах. Наземные измерения магнитного поля намекали на волновые процессы. Но лишь глобальные спутниковые наблюдения показали, что на самом деле происходит».
6. Следы галактических путешествий Земли
Как на самом деле движется Земля по Галактике
В 2022 году геологи попытались отследить путь Земли по Млечному Пути. Сделали они это с помощью крошечных кристаллов из земной коры. Эти зёрна тоньше человеческого волоса. Тем не менее они хранят историю астрономического «путешествия».
Учёные расшифровали возраст и состав минералов. Когда Солнечная система перемещается по Галактике, из её внешних областей выбивается ледяной мусор. Он уходит внутрь и часть его сталкивается с Землёй. Скорость таких столкновений оценивают примерно в 32,3 мили в секунду (≈52 км/с). Следы высокоэнергетических ударов сохраняются в крошечных кристаллах коры. Благодаря этому геологи строят «карту» космического маршрута нашей планеты.
5. Ядро Земли «подтекает» гелием из эпохи Большого взрыва
Из ядра выходит древний гелий, образованный в протосолнечной туманности
Из глубин Земли на поверхность медленно выходит редкая форма гелия — гелий-3. Учёные полагают, что он может быть реликтовым и восходит к ранним этапам истории Вселенной. В исследовании 2022 года специалисты Американского геофизического союза оценили объёмы выделения гелия-3 из недр.
Гелий-3 чаще всего образуется в гигантских вращающихся газопылевых дисках — протопланетных или протосолнечных туманностях. Многие астрономы считают, что Солнечная система родилась именно в такой туманности. Новые данные намекают: Земля тоже могла сформироваться внутри неё. «Это чудо природы, — говорит главный автор Питер Олсон. — И важная подсказка к истории нашей планеты. Внутри Земли до сих пор сохраняется значимое количество этого изотопа».
4. Гигантская река под Антарктикой
Огромная подлёдная река почти в 300 миль длиной
Глубоко под Антарктидой течёт река длиной около 285 миль (≈460 км). Это длиннее, чем Темза в Лондоне. Учёные обнаружили этот гигантский водный поток с помощью бортового радиолокатора на самолёте. Аэрофото- и радиолокационные съёмки показали, что река проходит под антарктическими щитами и впадает в море Уэдделла.
«Когда пару десятилетий назад мы впервые обнаружили подлёдные озёра в Антарктике, думали, что они изолированы, — говорит Мартин Зигерт из Института Грэнтема Имперского колледжа Лондона. — Теперь становится ясно: там существуют целые взаимосвязанные системы. Они соединены огромными речными сетями. Всё было бы похоже на обычный речной ландшафт, если бы сверху не лежали километры льда».
3. Скрытая зона под тектоническими плитами
Учёные нашли странную, ранее неидентифицированную структуру в астеносфере
Под тектоническими плитами скрывается область частично расплавленной породы. Об этом заявили исследователи Техасского университета, изучавшие астеносферу в 2023 году.
Эта новая по свойствам зона относится к верхней мантии и располагается примерно на глубине 100 миль (≈161 км). Открытие помогает лучше понять работу мантии. Учёные уже знали, что астеносфера служит «мягкой границей» между верхней мантией и плитами. Но как именно эта граница действует, оставалось неясным. Новые результаты показывают: на движение плит сильнее влияют тепло и конвекция пород в мантии. А не расплав, как считалось ранее.
2. Неопознанные структуры у границы ядра
Странные образования обнаружены поблизости от земного ядра
В 2020 году геофизики Мэрилендского университета сообщили о необычных находках при анализе записей сейсмических волн. Данные показали признаки горячих областей сверхплотной породы на границе мантии и ядра.
О некоторых подобных структурах учёные догадывались и раньше. Однако новое исследование позволило получить больше сведений об их природе и свойствах. Изучая сигналы из-под бассейна Тихого океана, команда нашла доказательства ранее неизвестной структуры под архипелагом Маркизских островов в южной части Тихого океана. «Мы проанализировали сразу тысячи „эхо“ от границы ядро-мантия, а не сосредоточились на нескольких, как обычно, — поясняет ведущий автор Тоян Ким. — В результате мы получили совершенно новый взгляд на происходящее».
1. Исполинский океан воды
Самый БОЛЬШОЙ океан Земли найден под землёй!
Под поверхностью может находиться гигантский резервуар, содержащий воды столько, что ей можно было бы заполнить все океаны Земли трижды. История этого открытия началась в 2014 году, когда американские учёные установили тысячи сейсмометров. Они фиксировали сигналы примерно от 500 землетрясений. В данных обнаружили следы рингвудита — минерала, формирующегося при огромных давлениях на глубине около 400 миль (≈700 км).
Рингвудит необычайно «гигроскопичен». Исследователи подсчитали: если всего 1% этой породы насыщен водой, то это намекает на рекордный по объёму подземный «океан». «Рингвудит — как губка, он впитывает воду. Особая кристаллическая структура позволяет минералу ловить водород и удерживать воду», — рассказывал журналистам геофизик Стив Джекобсен. «В условиях глубоких слоёв мантии этот минерал может содержать очень много воды».
