Секрет, спрятанный в центре Земли, раскрыли ученые

Ученым давно известно, что твёрдое внутреннее ядро Земли постепенно увеличивается в размерах, затвердевая внутри жидкого внешнего ядра, богатого железом. Однако вопрос о том, каким образом это внутреннее ядро зародилось и начало формироваться, до сих пор оставался открытым.

Об этом сообщает портал Popular Mechanics.

Процесс кристаллизации ядра Земли зависит не только от степени охлаждения до критической температуры, но и от его химического состава. Для образования твердой структуры требуется определенное сочетание элементов, при котором железо и примеси начинают кристаллизоваться, формируя внутреннее ядро.

Ученые из Оксфорда, Лидса и Университетского колледжа Лондона попытались разобраться, каким образом внутреннее ядро Земли смогло затвердеть постепенно, без критического переохлаждения. По их расчетам, если бы температура ядра снизилась слишком резко — например, более чем на 800 °C, — это вызвало бы серьезные геофизические последствия: внутреннее ядро могло бы вырасти чрезмерно быстро, а магнитное поле Земли оказалось бы под угрозой.

Однако исследования показывают, что охлаждение происходило более плавно — примерно в пределах 250 °C ниже точки плавления, что обеспечило стабильное формирование ядра и сохранение магнитного щита планеты.

Ученые смоделировали процесс охлаждения земного ядра на компьютере и пришли к выводу, что такие элементы, как кремний, сера и углерод, оказали значительное влияние на его формирование, замедляя кристаллизацию и делая её более стабильной.

"Каждый из этих элементов присутствует в вышележащей мантии и, следовательно, мог раствориться в ядре в течение истории Земли. В результате это может объяснить, почему у нас твёрдое внутреннее ядро ​​с относительно небольшим переохлаждением на такой глубине. Присутствие одного или нескольких из этих элементов также может объяснить, почему ядро ​​менее плотное, чем чистое железо, что является ключевым наблюдением сейсмологов", — подчернил Эндрю Уокер, соавтор исследования и доцент кафедры наук о Земле Оксфордского университета.

В ходе эксперимента ученые использовали около 100 тысяч атомов, поместив их в условия, имитирующие состояние внутреннего ядра Земли. Исследователи выяснили, что присутствие кремния и серы, характерных для состава ядра, замедляет процесс его кристаллизации.

При этом именно углерод проявил себя как основной фактор, ускоряющий охлаждение земного ядра. На основании этого команда предполагает, что содержание углерода в ядре значительно выше, чем считалось ранее.

Моделирование также показало: если углерод составляет примерно 3,8% массы ядра, то процесс охлаждения возможен уже при температуре около 266 °C.

Ранее "Курсор" писал, что для того чтобы разобраться в происхождении и развитии планет, ученые уже давно изучают глубинные структуры Земли. Совсем недавно им удалось сделать значительное открытие, связанное с внутренним ядром нашей планеты.