Интригующие результаты исследования: ядро Земли может представлять собой уникальное состояние материи
Моделирование предполагает, что это не просто твердое тело, а суперионное состояние вещества, промежуточное между жидкостью и твердым телом.
Поскольку мы не можем досверлиться до центра планеты и взглянуть на него своими глазами, ученые изучают ядро Земли в основном с помощью сейсмических волн от землетрясений. Когда эти вибрации распространяются по планете, они движутся с разной скоростью через разные материалы, и анализ этих изменений может выявить состав различных слоев.
На протяжении десятилетий эти исследования постоянно показывали, что внутреннее ядро может распространять тип сейсмической ряби, называемой поперечными волнами, что указывает на то, что оно твердое. Однако эти волны проходят через ядро медленнее, чем можно было бы ожидать от шара из твердого железа, что позволяет предположить, что оно немного мягче.
Для своего исследования ученые смоделировали условия температуры и давления в центре Земли, чтобы выяснить, какие другие типы материи могут быть возможны там внизу. Они обнаружили, что некоторые сплавы железа могут образовывать суперионное состояние, что объясняет предыдущие наблюдения.
В суперионном сплаве железа атомы железа образуют твердую решетку, которая удерживает материал в единой форме, а более легкие элементы диффундируют через решетку в почти жидком состоянии. Моделирование показало, что в условиях ядра Земли эти более легкие элементы могут включать водород, кислород или углерод.
Важно отметить, что команда рассчитала, насколько быстро поперечные волны будут проходить через эти суперионные сплавы, и обнаружила, что это хорошо согласуется с наблюдениями. Другие установленные свойства внутреннего ядра также можно объяснить различным распределением и конвекцией этих жидкоподобных элементов.
Это интересная идея, но это не единственное возможное объяснение. Предыдущие исследования предполагали, что более медленное распространение поперечной волны может быть связано с «железным снегом», падающим на внутреннее ядро из внешнего ядра.
