Физики смоделировали соединения железа нижней мантии Земли

Коллектив российских ученых смоделировал сложные оксидные соединения нижней мантии Земли, расположенной между корой и ядром, на основе железа. Это теоретическое исследование дополняет знания о свойствах минералов, которые практически невозможно изучить экспериментально. Работа опубликована в журнале Materials. О результатах в понедельник сообщила пресс-служба Минобрнауки России.

Мантия составляет 67% массы планеты и занимает около 80% объема земного шара. Процессы, происходящие в ней, приводят в движение континенты и литосферные плиты, вызывают землетрясения и цунами, заставляют извергаться вулканы. Поэтому ученые изучают состав и строение мантии. По современным представлениям, более 70% нижней мантии Земли - железосодержащий минерал бриджманит.

«Мы исследовали оксидные соединения железа, близкие по составу к минералу бриджманиту, но содержащие примеси кремния, алюминия и других элементов. Это позволило выявить изменения магнитных и электронных характеристик, возникающих при таких вариациях химического состава в характерных типах кристаллической структуры», — сказал заведующий лабораторией Института физики металлов им. Михеева Уральского отделения РАН (ИФМ УрО РАН) Алексей Лукоянов, слова которого приводятся в сообщении.

Ученые изучали структуру и свойства оксидных соединений методом компьютерного моделирования на базе высокопроизводительного вычислительного кластера ИФМ УрО РАН. Их метод отличает возможность с большой точностью рассчитать структурные, энергетические, электронные, магнитные и другие свойства, исходя из расположения атомов, без привлечения дополнительных эмпирических предположений. Кроме того, исследователи впервые изучили влияние взаимного легирования атомами в составе изученных материалов мантии Земли на основе оксидных соединений в разных кристаллических фазах.