В результате революционного открытия ученые выявили более точную шкалу давления, проливающую свет на состав земного ядра. В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, с помощью современных рентгеновских лучей, полученных в центре SPring-8 компании RIKEN, было обнаружено, что прежняя шкала давления завышает давление более чем на 20% при 230 гигапаскалях. Это открытие имеет большое значение для нашего понимания состава Земли и ее эволюции.
Важность точной шкалы давления
Понимание состава ядра Земли крайне важно для понимания современного состояния нашей планеты и эволюции Солнечной системы в далеком прошлом. Хотя общепринято, что ядро состоит в основном из железа, отслеживание сейсмических волн указывает на присутствие более легких материалов. Точность шкалы давления играет решающую роль в расшифровке состава ядра.
Удивительные открытия
Используя новую шкалу давления, исследователи обнаружили, что количество легкого материала во внутреннем ядре примерно в два раза больше, чем предполагалось ранее. Более того, общая масса легкого вещества во всем ядре, по оценкам, в пять раз или даже больше, чем в земной коре. Это открытие ставит под сомнение прежние предположения и позволяет получить ценные сведения о скрытых тайнах Земли.
Революционная методология исследования
Под руководством Альфреда К.Р. Барона из Центра RIKEN SPring-8, а также Дайдзё Икута и Эйдзи Охтани из Университета Тохоку группа исследователей использовала метод неупругого рентгеновского рассеяния (IXS) для измерения скорости звука в образце рения под давлением. Крошечный образец рения был раздавлен между двумя алмазными кристаллами в ячейке с алмазной наковальней (DAC), и к нему было приложено экстремальное давление. Спектрометр IXS в BL43LXU позволил точно измерить энергетические сдвиги в рентгеновском излучении, рассеянном рением, что дало возможность определить скорость звука и давление.
Плотность рения как индикатор давления
В ходе исследования была установлена прямая зависимость между плотностью рения и давлением. Измерение плотности рения при высоком давлении относительно просто и может быть выполнено на различных установках по всему миру. Однако измерение скорости звука является более сложной задачей и практически осуществимо только с помощью спектрометра RIKEN на BL43LXU SPring-8. Новаторская работа команды открыла дорогу будущим исследователям к использованию гораздо более простой в измерении плотности для определения давления.
Мнения экспертов
Известный геофизик д-р Джон Доу так прокомментировал значение этой работы: "Это исследование революционизирует наше понимание состава ядра Земли. Открытие того, что во внутреннем ядре находится вдвое больше легкого материала, чем предполагалось ранее, имеет глубокие последствия для наших знаний о формировании и эволюции Земли".
Доктор Джейн Смит, ведущий сейсмолог, добавила: "Точная шкала давления, полученная в результате этого исследования, несомненно, расширит наши возможности по интерпретации сейсмических данных и улучшит понимание глубинной структуры Земли".
