Современное представление о ядре Земли как о неоднородном объекте, состоящем из внутреннего (твёрдого) и внешнего (расплавленного) слоёв, сформулировал в 1936 году датский физик Инге Леманн. Со временем методы исследования внутренностей нашей планеты совершенствовались, и понимание его устройства расширялось. В частности, внутреннее ядро Земли играет пассивную, но важную роль в перемешивании внешнего и, как следствие, поддержании постоянства магнитного поля

Однако, по объективным причинам, а внутреннее ядро находится на глубине более 5000 километров, человечество знает про центр Земли далеко не всё. Например, температура плавления железа – основного компонента внутреннего ядра – при том давлении, что существует на такой глубине, варьирует от 5000 Кельвинов (4726,85°C) до 7000 К (6726,85°C) в зависимости от примесей и условий. Также неопределённой остается и теплопроводность сердцевины.

Группа геофизиков из Австралии, Китая и Европы решила узнать, какой тип термоконвекции присущ внутреннему ядру Земли. Для этого специалисты собрали данные о времени и длине пробега волн PKIKP и PKiKP (они проходят сквозь центр планеты, только первые проникают под границу внутреннего ядра и возникают на сейсмограммах раньше, а вторые отражаются от неё и возникают позже). Высчитав разницу между временем двух волн (всего их 5477), учёные построили трёхмерную модель верхнего слоя внутреннего ядра Земли с его температурными отпечатками. Как сообщает сетевой портал Naked Science, результаты научной работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

Полученная томограмма внешнего слоя внутреннего ядра глубиной 100 километров выявила несколько особенностей. Волны сжатия (обозначаются буквой P) проходили восточное полушарие с большей скоростью, чем западное – хотя в этом регионе был выступ от Центральной Атлантики до Центральной Америки, который P-волны пробегали быстро. Измерив температуру по затуханию волн, исследователи обнаружили самую холодную область под северной частью Атлантического океана – температура поверхности внутреннего ядра там ниже средней на 200 К.

Самые горячие точки находились по бокам от холодной – в северной части Южной Америки, там температура на 600 К выше среднего, и широкая область на юге Азии от Средиземноморья до восточной Австралазии, она горячее на 300 К. На основе этих данных авторы предположили, что кристаллы железа во внутреннем ядре, вероятно, ориентированы радиально в сторону от горячих точек вдоль поверхности. Эти анизотропные особенности говорят о сложном устройстве тепловой конвекции в центре Земли: существуют как внутренние, локализованные источники нагрева, так и нелокализованные.

Своеобразную анизотропную ориентацию кристаллов железа авторы объяснили тем, что в прошлом, возможно, вся поверхность внутреннего ядра подвергалась конвекции. В результате возникла устойчивая структура, а когда ядро остыло, его сердцевина перестала конвектировать и кристаллы застыли в той ориентации, которую засекли датчики сейсмографов. А внешняя оболочка тем временем продолжает участвовать в теплообмене.