Ученые из Сычуаньского университета экспериментально подтвердили, что внутреннее ядро Земли ведет себя необычным образом. Исследование показало, что при экстремально высоких температурах и давлениях железо сохраняет твердую кристаллическую структуру, но легкие элементы внутри него остаются подвижными. Работа опубликована в журнале National Science Review (NSR).
Ранее сейсмологи замечали, что поперечные сейсмические волны распространяются в ядре медленнее, чем ожидалось по классической модели полностью твердого железного ядра. Новые эксперименты объясняют это явление: твердое железо с подвижными легкими элементами ведет себя менее жестко, чем обычное железо, сохраняя при этом кристаллический каркас.
Чтобы проверить гипотезу, исследователи сжимали сплав железа и углерода с помощью высокоскоростных ударных установок, создавая давление и температуру, близкие к параметрам земных глубин. Измерения показали, что материал остается кристаллическим, но демонстрирует заметное ослабление механической жесткости.
«Наши результаты подтверждают, что внутреннее ядро Земли — это не просто монолитное железо, а сложная структура с твердым каркасом и подвижными элементами», — отмечают авторы. Это открытие позволяет точнее моделировать аномалии сейсмических волн и уточнять строение планеты.
Особое значение новые данные имеют для понимания формирования и изменений магнитного поля Земли. Подвижные легкие элементы внутри ядра могут влиять на конвекционные потоки — процесс переноса тепла с помощью жидкости или газа. По словам ученых, эти свойства ядра влияют на геодинамику планеты, включая долгосрочные колебания магнитного поля.
Ранее впервые стало известно, что на самом деле происходит внутри черных дыр.