Хаотичное движение. Ученые назвали то, что делает твердое сердце Земли мягким, как масло
Исследователи обнаружили, что твердость земного ядра и невероятное давление в нем не мешают этим блуждающим атомам.
Тысячелетиями исследователи по всему миру пытаются узнать больше о том, из чего состоит и как функционирует наша планета. С помощью измерений сейсмометров ученым уже удалось заглянуть в самый центр планеты — сердце Земли, ее ядро, пишет IFLScience.
Землетрясения сотрясают планету, и ученые научились использовать это, чтобы реконструировать то, что находится у нас под ногами, исходя из того, как волны движутся по земному шару. Под невероятными давлениями и температурами материалы могут вести себя весьма странно. Например, внутреннее ядро, твердое под действием давления, но при этом необычайно мягкое.
У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!
В новом исследовании команда из Сычуаньского университета провела ряд лабораторных экспериментов в сочетании с моделированием. В результате им удалось узнать, что атомы железа во внутреннем ядре вовсе не застревают на месте: они могут менять положение, перемещаясь гораздо больше, чем считалось ранее и делают это чрезвычайно быстро — буквально за доли секунды.
По словам соавтора исследования, профессора Юцзюнь Чжана, они с коллегами обнаружили, что атомы железа перемещаются группами, что называется "коллективным движением". Простыми словами, это похоже на то, как гости ужина меняются местами за столом.
Чжан отмечает, сейсмологи обнаружили, что центр Земли, внутреннее ядро, удивительно мягок, примерно как масло при комнатной температуре. Большое открытие исследователей заключается в том, что твердое железо становится удивительно мягким глубоко в недрах планеты, потому что его атомы могут двигаться гораздо дальше, чем исследователи могли себе представить. По мнению исследователей, именно это увеличенное движение делает внутреннее ядро менее жестким и более слабым по отношению к силам сдвига.
Чтобы лучше понять, как атомы железа могут вести себя в сердце Земли, ученые стреляли быстрыми снарядами по небольшим железным пластинам. Эти эксперименты на короткое время привели к высоким давлениям и температурам. Далее на основе анализа железа в образце был использован алгоритм машинного обучения, это позволило реконструировать, каким может быть ядро Земли.
В результате команда смоделировала коллекцию из 30 000 атомов, расположенных в повторяющейся шестиугольной конфигурации. Это подтвердило предположение о том, что в ядре находится железо. Несмотря на свои миниатюрные размеры эта суперячейка атомов позволила ученым проследить за поведением железа в экстремальных условиях.
По словам одного из ведущих авторов исследования, профессора Школы геонаук Джексона при Университете Техаса Юнг-Фу Лина, теперь исследователям известно о фундаментальном механизме, который поможет понять природу динамических процессов и эволюцию внутреннего ядра Земли.
Отметим, около половины магнитного поля планеты исходит от внутреннего ядра, а остальное составляет внешнее ядро. Поведение железа на атомном уровне во внутреннем ядре может помочь объяснить, откуда берется этот магнитный компонент.
Ранее Фокус писал о том, что ученые обнаружили, что в центре ядра Земли скрыт огромный железный шар.