Ядро Земли может представлять собой уникальное состояние материи

Исследователи из Китайской академии наук обнаружили, что внутреннее ядро ​​Земли может быть более странным, чем мы думали.

Новое моделирование предполагает, что это не просто твердое тело, а суперионное состояние вещества, промежуточное между жидкостью и твердым телом.

Поскольку мы не можем досверлиться до центра планеты и взглянуть на него своими глазами, ученые изучают ядро ​​​​Земли в основном с помощью сейсмических волн от землетрясений. Когда эти вибрации распространяются по планете, они движутся с разной скоростью через разные материалы, и анализ этих изменений может выявить состав различных слоев.

На протяжении десятилетий эти исследования постоянно показывали, что внутреннее ядро ​​может распространять тип сейсмической ряби, называемой поперечными волнами, что указывает на то, что оно твердое. Однако эти волны проходят через ядро ​​медленнее, чем можно было бы ожидать от шара из твердого железа, что позволяет предположить, что оно немного мягче.

Для нового исследования исследователи смоделировали условия температуры и давления в центре Земли, чтобы выяснить, какие другие типы материи могут быть возможны там внизу. Они обнаружили, что некоторые сплавы железа могут образовывать суперионное состояние, что объясняет предыдущие наблюдения.

В суперионном сплаве железа атомы железа образуют твердую решетку, которая удерживает материал в единой форме, а более легкие элементы диффундируют через решетку в почти жидком состоянии. Моделирование показало, что в условиях ядра Земли эти более легкие элементы могут включать водород, кислород или углерод.

Важно отметить, что команда рассчитала, насколько быстро поперечные волны будут проходить через эти суперионные сплавы, и обнаружила, что это хорошо согласуется с наблюдениями. Другие установленные свойства внутреннего ядра также можно объяснить различным распределением и конвекцией этих жидкоподобных элементов.

Это интересная идея, но это не единственное возможное объяснение. Предыдущие исследования предполагали, что более медленное распространение поперечной волны может быть связано с «железным снегом», падающим на внутреннее ядро ​​из внешнего ядра.