Ядро Землі може складатися з "суперіонної" речовини, — вчені

Чудернацький матеріал, який поводиться, як суміш рідини та твердого тіла, може становити ядро Землі. Цей матеріал, який включає залізо та інші, легші елементи, може бути в особливому "суперіонному" стані, повідомляє Science News.

Такий стан матерії означає, що поки залізо залишається на місці, як у твердому тілі, легші елементи течуть подібно до рідини.

Дослідники змоделювали групу з 64 атомів заліза разом з різними типами легших елементів – воднем, вуглецем та киснем – за тиску та температурах, очікуваних для ядра Землі.

У звичайному твердому тілі атоми вишиковуються в упорядковану сітку, міцно утримуючи свої позиції. У "суперіонному" матеріалі деякі атоми розташовуються акуратно, як і у твердому тілі, тоді як інші подібні рідини вільні елементи, які прослизають крізь тверду решітку.

Сейсмічні хвилі, спричинені землетрусами, можуть проникати у внутрішнє ядро, даючи ключі до розуміння, що знаходиться всередині. Але виміри цих хвиль спантеличили дослідників.

Загадка ядра на межі вирішення

Швидкість одного типу хвилі, яка називається зсувною хвилею, нижче очікуваної для твердого заліза або для багатьох типів сплавів заліза — сумішей заліза з іншими матеріалами. "Це загадка внутрішнього ядра", — говорить геофізик Ю Хе з Китайської академії наук у Гуйяні.

Проте сьогодні, 9 лютого 2022 року, дослідники повідомили: "суперіонний" стан речовини сповільнив поперечні хвилі, припускаючи, що дивна фаза матерії може пояснити несподівану швидкість поперечних хвиль, виміряну у внутрішньому ядрі.

Який точний склад ядра Землі?

У дослідженні, опублікованому в серпні 2021 року, фізик-мінералог Джон Бродхолт з Університетського коледжу Лондона та його колеги створили модель ядра. Моделювання атомів заліза, кремнію та водню відтворило відомі характеристики внутрішнього ядра. У моделюванні матеріал також був "суперіонним": залізо та кремній залишалися на місці, у той час, як водень тек, як рідина.

Цей результат лише одне з можливих пояснень властивостей внутрішнього ядра. Бродхольт та його колеги раніше знаходили інші комбінації елементів, які б пояснити внутрішнє ядро, не переходячи в "суперіонний" стан, залишивши невирішеним питання, що ховається в найглибших надрах Землі.

Раніше Фокус повідомляв, що ядро Землі остигає у півтора раза швидше, ніж це передбачалося раніше.

Встановили, що внутрішнє ядро Землі не тверде, воно містить рідкий метал.

Виявилося також, що залізне ядро Меркурія має велике ядро щодо своєї мантії, і це пов'язане із сонячним магнетизмом.