Главная » Все новости » Твердое внутреннее ядро Земли «на удивление мягкое» благодаря гиперактивным атомам, сталкивающимся вокруг

Твердое внутреннее ядро Земли «на удивление мягкое» благодаря гиперактивным атомам, сталкивающимся вокруг

Недавно ученые обнаружили, что внутреннее ядро Земли , которое долгое время считалось неподвижным шаром из твердого металла, может оказаться гораздо менее жестким, чем мы ожидали. Новое исследование предполагает, что эта удивительная мягкость может быть вызвана гиперактивными атомами, которые перемещаются внутри своей молекулярной структуры гораздо чаще, чем предполагалось.

Внутреннее ядро представляет собой массивный сферический кусок металла, преимущественно железа, протяженностью около 1220 километров и возникший по меньшей мере 1 миллиард лет назад. Внутреннее ядро окружено внешним ядром — морем бурлящих жидких металлов — которое, в свою очередь, окружено массивным слоем расплавленной породы, известной как мантия, которая находится чуть ниже твердой коры, в которой мы живем.

Давление в сердце нашей планеты огромно, поэтому эксперты первоначально полагали, что ядро должно быть полностью твердым и что атомы железа внутри него, расположенные в массивной шестиугольной решетке, должны постоянно удерживаться на месте.

Но в 2021 году сейсмические волны от землетрясений показали, что внутри внутреннего ядра существует множество несоответствий, что побудило некоторых ученых описать его как «мягкий скрытый мир». Последующие исследования показали, что это может быть вызвано завихрениями жидкого железа, захваченными внутри ядра, или тем, что ядро существует в «суперионном состоянии», когда атомы других элементов, таких как углерод и водород, постоянно проходят сквозь массивную решетку атомов железа ядра.

Новое исследование, опубликованное в журнале Earth, Atmocultural and Planetary Sciences, предлагает альтернативное объяснение тому, что происходит внутри внутреннего ядра.

Исследователи воссоздали сильное давление внутри внутреннего ядра в лаборатории и наблюдали, как атомы железа ведут себя в этих условиях. Затем ученые ввели эти данные в программу компьютерного обучения, чтобы создать симулированное виртуальное ядро, которое они назвали «суперячейкой». Используя суперячейку, команда смогла увидеть, как атомы железа движутся внутри своей предположительно жесткой структуры.

Результаты показывают, что атомы внутри внутреннего ядра могут «перемещаться гораздо больше, чем мы когда-либо могли себе представить», сказал в своем заявлении соавтор исследования Юнг-Фу Линь, геофизик из Техасского университета в Остине.

Моделирование суперячейки показывает, что некоторые из этих атомов могут перемещаться группами, занимая другие позиции в решетке без ущерба для ее общей формы — примерно так же, как гости на ужине меняют места за столом, не добавляя и не убирая стулья, пишут исследователи в своем заявлении. Этот тип движения известен как «коллективное движение».

«Это увеличенное движение делает внутреннее ядро менее жестким [и] более слабым по отношению к силам сдвига», — сказал Лин. Это может объяснить, почему внутреннее ядро «на удивление мягкое», добавил он.

Исследователи полагают, что новые результаты могут также открыть новое понимание других загадок внутреннего ядра, например, того, как оно помогает генерировать магнитное поле Земли.

«Теперь мы знаем о фундаментальном механизме, который поможет нам понять динамические процессы и эволюцию внутреннего ядра Земли», — сказал Линь.

Понравилась запись? Поделись с другом!!!