Нещодавно вчені виявили, що внутрішнє ядро Землі, яке довгий час вважалося нерухомою кулею твердого металу, може бути м’якішим, ніж передбачалося. Нове дослідження припускає, що ця дивовижна властивість може бути спричинена гіперактивними атомами, які рухаються в межах своєї молекулярної структури набагато активніше, ніж думали науковці.
Внутрішнє ядро – це масивний сферичний згусток металу, переважно заліза, який простягається приблизно на 1220 км і датується щонайменше 1 млрд років. Внутрішнє ядро оточене зовнішнім ядром – морем вируючого рідкого металу, яке, своєю чергою, оточене шаром розплавленої гірської породи, відомої як мантія. Вона знаходиться безпосередньо під твердою корою, на якій ми живемо.
Тиск в ядрі величезний, тому фахівці спочатку вважали, що воно має бути абсолютно твердим і що атоми заліза в ньому, які розташовані в масивній гексагональній решітці, повинні постійно утримуватися на місці. Але у 2021 році сейсмічні хвилі від землетрусів виявили, що у внутрішньому ядрі є багато невідповідностей, які змусили науковців переглянути свої теорії. Подальші дослідження припустили, що це може бути спричинено вихорами рідкого заліза, які потрапили в пастку всередині ядра, або що ядро існує в “суперіонному стані”, коли атоми інших елементів, як-от вуглець і водень, постійно проскакують крізь масивну решітку з атомів заліза в ядрі.
Нове дослідження дає альтернативне пояснення того, що відбувається всередині внутрішнього ядра. Вчені відтворили інтенсивний тиск у внутрішньому ядрі в лабораторних умовах і проводили спостереження того, як в цих умовах поводяться атоми заліза. Далі вони ввели ці дані в комп’ютерну навчальну програму, щоб створити змодельоване віртуальне ядро, яке вони назвали Supercell. З його допомогою команда змогла побачити, як атоми заліза рухаються в їхній нібито жорсткій структурі.
Результати, які отримали вчені, свідчать про те, що атоми всередині внутрішнього ядра можуть “рухатися набагато більше, ніж ми могли собі уявити”, – зазначають учасники команди. Моделювання продемонструвало, що деякі з атомів можуть пересуватися групами, займаючи інші позиції в решітці, не порушуючи її загальної форми – подібно до того, як гості під час обіду змінюють місця за столом, не додаючи й не прибираючи стільці. “Цей посилений рух робить внутрішнє ядро менш жорстким [і] слабшим до сил зсуву”, – говорять вчені та додають, що це може пояснити, чому внутрішнє ядро виявилося “напрочуд м’яким”.
Дослідники вважають, що нові результати можуть також відкрити нові шляхи до розгадки інших таємниць внутрішнього ядра, наприклад, як воно допомагає генерувати магнітне поле Землі. “Тепер ми знаємо про фундаментальний механізм, який допоможе нам зрозуміти динамічні процеси та еволюцію внутрішнього ядра Землі”, – додали учасники дослідження.
Читайте також:
Leave a Reply