Як «серце» Землі стало твердим: вчені розкривають нові деталі про внутрішнє ядро

Історія Землі приховує безліч загадок, і одна з них стосується її внутрішнього ядра. Незважаючи на сучасні технології, дослідникам досі не вдалося повністю зрозуміти, як це ядро «замерзло» — перетворилося з рідкого стану в твердий. Нове дослідження, опубліковане вченими з Університету Лідса, дає змогу по-новому поглянути на цей процес, пише Focus.ua.

Чому ядро важко досліджувати?

Внутрішнє ядро Землі знаходиться на глибині понад 5100 кілометрів. Для порівняння, найглибший буровий отвір на планеті досяг лише 12,2 кілометра. У таких умовах дослідники змушені використовувати непрямі методи, зокрема спостереження за сейсмічними хвилями та аналіз магнітного поля Землі.

Як ядро стало твердим?

Науковці припускають, що в минулому внутрішнє ядро було рідким і поступово тверділо у міру охолодження планети. Процес «замерзання» багатого на залізо ядра призводить до його розширення. Однак температура серця Землі досі залишається надзвичайно високою — близько 4727°C.

Цей перехід із рідкого стану супроводжується вивільненням елементів, таких як кисень і вуглець. Вони створюють гарячу рідину на межі між внутрішнім і зовнішнім ядрами, яка змішується з рідким зовнішнім шаром. Це явище породжує електричні струми, що формують магнітне поле Землі.

Нові моделі пояснюють переохолодження

Попередні дослідження припускали, що ядро мусило бути переохолодженим на 700–1000 Кельвінів перед тим, як замерзнути. Проте це викликало питання: якщо переохолодження було настільки значним, ядро мало б бути більшим, ніж є зараз, або взагалі залишатися рідким.

Нове дослідження пропонує іншу гіпотезу. За допомогою суперкомп’ютера команда моделювала взаємодію атомів заліза і вуглецю за високих тисків. Результати показали, що вуглець знижує необхідну температуру переохолодження до 400 К, що пояснює правдоподібні часові рамки для затвердіння ядра.

Чому це важливо?

Розуміння процесу твердіння ядра може пролити світло на формування магнітного поля Землі, яке захищає планету від шкідливого сонячного випромінювання. Ці знання допоможуть краще зрозуміти умови, необхідні для життя, і дадуть змогу досліджувати інші планети з подібною будовою.

Що далі?

Незважаючи на перспективність результатів, робота ще потребує рецензування. Дослідники планують вивчити вплив інших елементів, таких як кремній і кисень, на процеси охолодження ядра.