Меняет представление о планете: ученые нашли скрытый секрет в центре Земли

О чем говорится в материале:

Китайские ученые сделали открытие, которое полностью переосмысливает то, что человечество знало о внутреннем ядре планеты. Исследователи установили, что интерстициальный углерод в железо-углеродных сплавах под давлением и температурой земного ядра переходит в субионное, редкоподобное состояние. Это объясняет странную "мягкость" внутреннего ядра, которое до сих пор считалось просто твердым металлом. Об этом сообщает профильное издание Science Tech Daily со ссылкой на исследование, опубликованное в National Science Review.

Главредвыяснил, что делает ядро Земли.

Что такое ядро Земли - в центре Земли обнаружили новое состояние вещества

Внутреннее ядро - это сверхплотная сфера, которая сжимается давлением более 3,3 миллиона атмосфер и разогревается до температур, подобных поверхности Солнца. Долгие годы ученые пытались объяснить парадокс: почему твердая структура ведет себя как мягкий материал, замедляя сейсмические волны.

Смотрите видео о ядре Земли:

Ядро Земли на самом деле находится в суперионном состоянии

В новом исследовании, опубликованном в National Science Review, ученые доказали, что внутреннее ядро - это не классический твердый металл, а суперионная фаза. В ней легкие элементы движутся сквозь твердую железную решетку почти как жидкость.

Профессор Юджун Чжан отмечает, что команда впервые получила экспериментальные доказательства такого состояния.

"Впервые мы экспериментально доказали, что железо-углеродный сплав в условиях внутреннего ядра демонстрирует чрезвычайно низкую скорость сдвига", - сказал профессор Чжан.

По его словам, атомы углерода в этой среде чрезвычайно подвижны.

"В этом состоянии атомы углерода становятся очень подвижными, диффундируя через кристаллическую структуру железа, как дети, танцующие квадратный танец, тогда как само железо остается твердым и упорядоченным. Эта так называемая "суперионная фаза" значительно уменьшает жесткость сплава", - сказал профессор Чжан.

Каково ядро Земли

Еще в 2022 году компьютерные модели предсказывали существование такого состояния, но подтвердить его экспериментально было крайне сложно.

Команда использовала метод динамического ударного сжатия: сплавы ускоряли до 7 км/с, создавая давление 140 ГПа и температуру 2600 К - условия, максимально приближенные к реальным во внутреннем ядре.

После объединения данных измерений скорости звука и моделирования ученые зафиксировали резкое падение скорости поперечных волн и увеличение коэффициента Пуассона - то же, что наблюдается в недрах Земли.

В атомной шкале они увидели, как атомы углерода скользят через железную решетку, ослабляя ее, но не разрушая.

Как ядро влияет на магнитное поле Земли

Новые результаты объясняют не только странные сейсмические свойства ядра, но и дают новый взгляд на его роль в формировании земного магнитного поля.

"Атомная диффузия во внутреннем ядре является ранее недооцененным источником энергии для геодинамики", - отмечает доктор Юцянь Хуанг.

Он добавляет, что движение легких элементов, похожее на жидкость, может дополнительно питать "магнитный двигатель" планеты.

"Кроме тепловой и композиционной конвекции, движение легких элементов, подобное движению жидкости, может способствовать работе магнитного двигателя Земли", - добавил ученый.

Что такое центр планеты

Ученые подчеркивают, что теперь внутреннее ядро нужно рассматривать не как статический твердый шар, а как динамическую структуру.

Профессор Чжан отмечает смену парадигмы: "Мы отходим от статической, жесткой модели внутреннего ядра в пользу динамической", - пояснил он.

Открытие имеет значение даже для других планет

Суперионная фаза может существовать и в недрах других скалистых планет. Это открывает новые возможности для понимания их магнитных полей, тепловой эволюции и внутренней структуры.

Профессор Чжан подчеркивает глобальность открытия.

"Понимание этого скрытого состояния вещества приближает нас на шаг к раскрытию тайн внутреннего строения планет, похожих на Землю", - сказал он.

Напомним, ранее Главредсообщал о том, что найден таинственный объект возле Стоунхенджа: находка переворачивает историю. Археологи обнародовали новые доказательства в пользу существования большого кольца искусственных углублений возле Стоунхенджа, которое, по их мнению, может быть крупнейшим доисторическим объектом, созданным человеком на территории древней Британии. Речь идет о дугообразной цепи из более двух десятков огромных ям, каждая из которых имеет примерно 10 метров глубины и около 5 метров диаметра.

Также, Европе пророчат новый ледниковый период: Гольфстрим на грани коллапса. группа исследователей предложила неожиданную, на первый взгляд парадоксальную, климатическую версию: разрушение Западно-Антарктического ледникового щита может способствовать сохранению Гольфстрима.

Вам также может быть интересно: