Ядро Земли находится в суперионном состоянии, обнаружили китайские ученые
Внутреннее ядро Земли находится в суперионном состоянии, и включает твердую железной подрешетку и жидкие легкие элементы, обнаружили китайские ученые в новом исследовании, опубликованном 9 февраля в журнале Nature.
Суперионное состояние, которое является промежуточным состоянием между твердым и жидким, широко распространено в недрах планет. Используя вычислительное моделирование высокого давления и высоких температур, ученые обнаружили, что некоторые сплавы железо — водород, железо — углерод и железо — кислород переходят в суперионное состояние в условиях внутреннего ядра.
В суперионных сплавах железа легкие элементы, такие как водород, углерод и кислород, становятся неупорядоченными и действуют как жидкость, в то время как атомы железа остаются упорядоченными и вибрируют вокруг своей решетки, образуя твердый железный каркас.
«Это совершенно ненормально. Затвердевание железа на границе внутреннего ядра не изменяет подвижность этих легких элементов, и конвекция легких элементов во внутреннем ядре непрерывна», — сказал профессор Хэ Юй.
Одна из давних загадок внутреннего ядра заключается в том, что оно довольно мягкое, с довольно низкой скоростью сдвиговой волны. Исследователи рассчитали сейсмические скорости в этих суперионных сплавах железа и обнаружили значительное снижение скорости сдвиговой волны.
«Наши результаты хорошо согласуются с сейсмологическими наблюдениями. Именно жидкие элементы размягчают внутреннюю сердцевину», — сказал соавтор исследования Сунь Шичуань из IGCAS.
