Десятиліттями науковий світ намагався збагнути дивну поведінку земного ядра, яке вперто не вкладалося у класичні фізичні моделі. Нове дослідження групи вчених з Університету Сичуань доводить: центр нашої планети перебуває у раніше невідомому супеіонному стані, що робить його структуру схожою на розпечену “маслянисту” масу.
Експериментальні дані підтвердили, що тверде внутрішнє ядро Землі насправді значно м’якше та динамічніше, ніж припускала традиційна наука. Головна причина такого явища полягає у поведінці легких елементів, зокрема вуглецю, всередині щільного залізного каркаса. Під впливом колосального тиску атоми вуглецю перестають бути статичними – вони починають вільно мігрувати між кристалічними ґратами заліза. Це створює ефект “провідника”, подібний до того, що спостерігається в електролітах сучасних батарей.
Сейсмологи давно зауважили, що скручувальні сейсмічні хвилі (хвилі зсуву), проходячи крізь серце планети, сповільнюються до аномальних 3,5 кілометра на секунду. Для звичайного твердого заліза цей показник мав би бути суттєво вищим. Лабораторні випробування із застосуванням двоступеневої газової гармати дали логічне пояснення: під ударним стисненням залізо-вуглецевий сплав втрачає свою жорсткість.
“Вперше ми експериментально показали, що залізо-вуглецевий сплав в умовах внутрішнього ядра демонструє помітно низьку швидкість зсуву”, – зазначив професор Юцзюнь Чжан, описуючи результати експерименту.
У ході тестів снаряди розганяли до швидкості 6,9 кілометра на секунду, створюючи тиск у 140 гігапаскалів та температуру понад 2300 градусів Цельсія. Саме за таких екстремальних умов вуглець починає “текти” всередині металу, знижуючи зсувну міцність матеріалу майже на 23%.
Дослідники акцентують увагу на тому, що ядро не є монолітним і однаковим у всіх напрямках. Наявність вуглецю (близько 1,5% за масою) пояснює так звану сейсмічну анізотропію – явище, коли швидкість хвиль змінюється залежно від траєкторії їхнього руху. Вуглець обирає специфічні “шляхи” для міграції між шарами заліза, що створює певну спрямованість структури ще на етапі росту ядра.
Особливу роль цей “маслянистий” стан відіграє у глобальних процесах планети:
- Рухливі атоми легких елементів посилюють конвекцію, що виникає при охолодженні ядра.
- Рідиноподібна активність всередині твердої фази допомагає підтримувати роботу геодинамо.
- Змішана структура забезпечує стабільну генерацію магнітного поля Землі.
Як підсумував геофізик Юцянь Хуан, такий специфічний рух легких елементів фактично стає додатковим паливом для “магнітного двигуна” нашої планети. Таким чином, внутрішнє ядро виявилося не просто застиглою кулею металу, а складним механізмом, де тверда основа і мобільні частки працюють у симбіозі, створюючи умови для існування земної магнітосфери.
Залишити коментар