МОСКВА, 4 сентября. /ТАСС/. Европейские геохимики обнаружили, что для формирования твердого внутреннего ядра Земли на первых этапах существования нашей планеты жидкая материя ядра должна была содержать примерно 3,8% углерода. Его присутствие позволяет объяснить аномально высокую температуру ядра, сообщила пресс-служба британского Оксфордского университета.
"Наше открытие потенциально объясняет то, почему формирование внутреннего ядра Земли не привело к значительному падению температуры всего ядра в целом. Присутствие углерода или других легких элементов также позволяет объяснить то, почему ядро значительно менее плотное, чем чистое железо, на что указывают многие недавние сейсмологические исследования", - заявил доцент Оксфордского университета (Великобритания) Эндрю Уолкер, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Ученые совершили это открытие при изучении молекулярных химических процессов, которые предположительно протекали в полностью жидком ядре древней Земли непосредственно перед формированием его твердой части. Предыдущие расчеты ученых показывали, что материя земного ядра должна была резко охладиться на 800-1000 градусов Цельсия для того, чтобы запустить процесс кристаллизации твердого внутреннего ядра.
Проблема заключается в том, что этот сценарий не совместим с наличием магнитного поля у Земли и относительно небольшими размерами внутреннего ядра, что вынуждает ученых искать альтернативные механизмы его формирования. Руководствуясь этой идеей, европейские геохимики просчитали то, как поменяется поведение атомов железа в жидком ядре древней Земли, если в него добавить небольшое, но значимое количество легких элементов, таких как кремний, углерод, кислород или сера.
Проведенные учеными расчеты показали, что добавление углерода резко снижает температуру кристаллизации железа внутри ядра. При 2,4% доле углерода этот показатель падает до отметки в 420 градусов Цельсия, а при повышении его концентрации до 3,8% - до 266 градусов Цельсия, что позволяет совместить теорию с реальностью, а также достичь корректных размеров и поведения внутреннего ядра.
Как отмечают исследователи, проведенное ими химическое моделирование подтверждает результаты расчетов американских сейсмологов, изучавших четыре года назад некоторые особенности в структуре колебаний, прошедших через ядро. Проведенный ими анализ показал, что многие аномалии в свойствах этих сейсмических волн можно объяснить тем, что материя ядра содержит в себе около 2% углерода. Теперь эта теория получила и геохимическое подтверждение, подытожили ученые.
О внутреннем ядре Земли
Ядро Земли состоит из двух слоев, твердого металлического ядра в центре и окружающего его слоя из жидкого железа и никеля. Эта жидкость постоянно движется подобно тому, как кружит вода в кипящем чайнике, что порождает магнитное поле, защищающее жизнь на Земле от космических лучей, вспышек на Солнце и других опасных космических феноменов.
Геологов давно интересует то, как происходит это движение и какие процессы внутри ядра приводят к периодическим переворотам магнитных полюсов Земли, а также к ослаблениям и усилениям магнитного поля. Для ответа на этот вопрос крайне важно знать точный состав жидкого и твердого ядра, так как присутствие небольших примесей других элементов может заметным образом поменять характер движения потоков в ядре.
