О чем говорится в материале:
Китайские ученые сделали открытие, которое полностью переосмысливает то, что человечество знало о внутреннем ядре планеты. Исследователи установили, что интерстициальный углерод в железо-углеродных сплавах под давлением и температурой земного ядра переходит в субионное, редкоподобное состояние. Это объясняет странную "мягкость" внутреннего ядра, которое до сих пор считалось просто твердым металлом. Об этом сообщает профильное издание Science Tech Daily со ссылкой на исследование, опубликованное в National Science Review.
Главред выяснил, что делает ядро Земли.
Если вам интересно узнать больше интересных научных фактов, рекомендуем наш материал: Как быстро заснуть и получить лучший ночной сон - ученые раскрыли секрет.
Внутреннее ядро - это сверхплотная сфера, которая сжимается давлением более 3,3 миллиона атмосфер и разогревается до температур, подобных поверхности Солнца. Долгие годы ученые пытались объяснить парадокс: почему твердая структура ведет себя как мягкий материал, замедляя сейсмические волны.
Смотрите видео о ядре Земли:
В новом исследовании, опубликованном в National Science Review, ученые доказали, что внутреннее ядро - это не классический твердый металл, а суперионная фаза. В ней легкие элементы движутся сквозь твердую железную решетку почти как жидкость.
Профессор Юджун Чжан отмечает, что команда впервые получила экспериментальные доказательства такого состояния.
"Впервые мы экспериментально доказали, что железо-углеродный сплав в условиях внутреннего ядра демонстрирует чрезвычайно низкую скорость сдвига", - сказал профессор Чжан.
По его словам, атомы углерода в этой среде чрезвычайно подвижны.
"В этом состоянии атомы углерода становятся очень подвижными, диффундируя через кристаллическую структуру железа, как дети, танцующие квадратный танец, тогда как само железо остается твердым и упорядоченным. Эта так называемая "суперионная фаза" значительно уменьшает жесткость сплава", - сказал профессор Чжан.
Еще в 2022 году компьютерные модели предсказывали существование такого состояния, но подтвердить его экспериментально было крайне сложно.
Команда использовала метод динамического ударного сжатия: сплавы ускоряли до 7 км/с, создавая давление 140 ГПа и температуру 2600 К - условия, максимально приближенные к реальным во внутреннем ядре.
После объединения данных измерений скорости звука и моделирования ученые зафиксировали резкое падение скорости поперечных волн и увеличение коэффициента Пуассона - то же, что наблюдается в недрах Земли.
В атомной шкале они увидели, как атомы углерода скользят через железную решетку, ослабляя ее, но не разрушая.
Новые результаты объясняют не только странные сейсмические свойства ядра, но и дают новый взгляд на его роль в формировании земного магнитного поля.
"Атомная диффузия во внутреннем ядре является ранее недооцененным источником энергии для геодинамики", - отмечает доктор Юцянь Хуанг.
Он добавляет, что движение легких элементов, похожее на жидкость, может дополнительно питать "магнитный двигатель" планеты.
"Кроме тепловой и композиционной конвекции, движение легких элементов, подобное движению жидкости, может способствовать работе магнитного двигателя Земли", - добавил ученый.
Ученые подчеркивают, что теперь внутреннее ядро нужно рассматривать не как статический твердый шар, а как динамическую структуру.
Профессор Чжан отмечает смену парадигмы: "Мы отходим от статической, жесткой модели внутреннего ядра в пользу динамической", - пояснил он.
Открытие имеет значение даже для других планет
Суперионная фаза может существовать и в недрах других скалистых планет. Это открывает новые возможности для понимания их магнитных полей, тепловой эволюции и внутренней структуры.
Профессор Чжан подчеркивает глобальность открытия.
"Понимание этого скрытого состояния вещества приближает нас на шаг к раскрытию тайн внутреннего строения планет, похожих на Землю", - сказал он.
Напомним, ранее Главред сообщал о том, что найден таинственный объект возле Стоунхенджа: находка переворачивает историю. Археологи обнародовали новые доказательства в пользу существования большого кольца искусственных углублений возле Стоунхенджа, которое, по их мнению, может быть крупнейшим доисторическим объектом, созданным человеком на территории древней Британии. Речь идет о дугообразной цепи из более двух десятков огромных ям, каждая из которых имеет примерно 10 метров глубины и около 5 метров диаметра.
Также, Европе пророчат новый ледниковый период: Гольфстрим на грани коллапса. группа исследователей предложила неожиданную, на первый взгляд парадоксальную, климатическую версию: разрушение Западно-Антарктического ледникового щита может способствовать сохранению Гольфстрима.
Вам также может быть интересно:
SciTechDaily был основан в 1998 году под именем "SciTech Daily Review" как сайт-агрегатор научных и технологических публикаций. В 2011 году сайт подвергся ребрендингу: после смены владельца - DailyeDeals Inc. - формат изменили с агрегации сторонних материалов на публикацию собственных научно-технических статей.
SciTechDaily охватывает широкий спектр тем: от физики, астрономии и космоса до биологии, медицины, технологий, экологии и инженерии. За годы работы SciTechDaily получил авторитет в медиасфере: в 2002 году сайт был номинирован на престижную премию "Webby Award" в категории "Science". Сегодня SciTechDaily находится среди самых популярных научно-образовательных сайтов мира.