Две массивные, невероятно горячие структуры глубоко внутри мантии Земли — расположенные под Африкой и Тихим океаном на глубине около 2900 километров — на протяжении сотен миллионов лет оказывали долгосрочное влияние на магнитное поле планеты. Новое исследование под руководством профессора Энди Биггина из Университета Ливерпуля показывает, что эти структуры создают тепловые контрасты на границе ядра и мантии, влияя на то, как течёт жидкое железо и генерируется магнитное поле.
Понимание геодинамо
Магнитное поле Земли создаётся геодинамо: движением расплавленного железа во внешнем ядре. Этот процесс аналогичен тому, как турбина вырабатывает электроэнергию из текущей воды или пара. Однако ядро не однородно; ключевые значения имеют температурные колебания. Исследователи объединили древние записи магнитного поля (палеомагнетизм) с передовыми компьютерными симуляциями, чтобы реконструировать, как эти глубинные земные особенности формировали магнитное поле на протяжении 265 миллионов лет.
Тепловые контрасты и застой ядра
Моделирование показывает, что верхний слой внешнего ядра не имеет постоянной температуры. Вместо этого существуют локализованные горячие точки, увенчанные континентальными породами. Под этими горячими областями жидкое железо в ядре может замедлиться или даже застаиваться, а не течь энергично, как под более холодными участками. Это означает, что некоторые части магнитного поля оставались стабильными в течение огромных периодов времени, в то время как другие резко менялись с течением времени.
«Эти открытия позволяют предположить, что в скалистой мантии, непосредственно над ядром, существуют сильные температурные контрасты», — объяснил профессор Биггин. «Это влияет на то, как течёт жидкое железо, определяя стабильность магнитного поля».
Последствия для истории Земли
Это открытие имеет широкие последствия для нескольких научных областей. Например, понимание того, как менялось магнитное поле, может помочь прояснить распад древних суперконтинентов, таких как Пангея. Поведение магнитного поля также связано с древними климатами, эволюцией жизни и даже формированием минеральных месторождений.
Ранее многие учёные предполагали, что магнитное поле Земли ведёт себя как идеальный постоянный магнит в течение длительных периодов времени. Это исследование опровергает это предположение. Полученные данные показывают, что магнитное поле более динамично и формируется глубинными земными процессами, которые не являются однородными.
Это исследование подчёркивает, что древнее магнитное поле не всегда было идеально выровнено с осью вращения Земли, что означает, что долгосрочные усреднённые значения могут быть обманчивыми. Эти результаты подтверждают использование палеомагнитных данных для понимания эволюции глубокой Земли и её стабильных свойств.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience 3 февраля 2026 года (doi: 10.1038/s41561-025-01910-1).
В заключение, эти недавно обнаруженные глубинные структуры Земли — это не просто геологические образования; они являются критическими факторами, определяющими долгосрочную стабильность магнитного поля, влияя на всё, от движения континентов до древних климатических моделей. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять взаимодействие между этими структурами и ядром, но это исследование даёт важное новое представление о динамичном внутреннем строении Земли.
