Современная геофизика получила революционные данные о процессах, происходящих в глубинах нашей планеты. Международная группа ученых представила доказательства того, что углерод играл решающую роль в кристаллизации внутреннего ядра Земли, что кардинально меняет существующие модели его формирования и химического состава.
Парадокс кристаллизации ядра
Твердое внутреннее ядро Земли, состоящее преимущественно из железа, продолжает постепенно увеличиваться в размерах по мере остывания планеты. Однако этот процесс долгое время оставался необъяснимым с точки зрения физики. Для кристаллизации чистого железа в ядре потребовалось бы экстремальное переохлаждение на 800–1000 °C ниже нормальной температуры замерзания. Геологические данные исключают такую возможность, поскольку подобное катастрофическое охлаждение привело бы к резкому расширению ядра и разрушению магнитного поля Земли, защищающего жизнь на поверхности.
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Компьютерное моделирование раскрывает истину
Чтобы разрешить этот фундаментальный парадокс, исследователи из Университета Лидса, Оксфордского университета и Университетского колледжа Лондона провели масштабное компьютерное моделирование. Ученые проанализировали влияние различных легких элементов — углерода, кислорода, серы и кремния — на процесс зарождения первых кристаллов в условиях, имитирующих глубины земного ядра. В ходе экспериментов было смоделировано поведение примерно 100 000 атомов.
Неожиданная роль углерода
Результаты исследования оказались поразительными. В то время как такие элементы, как кремний и сера, существенно замедляли процесс кристаллизации и требовали еще большего переохлаждения, углерод демонстрировал противоположный эффект. Моделирование показало, что при содержании углерода около 3,8% в расплаве ядра температура его кристаллизации идеально соответствует наблюдаемым геофизическим данным, требуя переохлаждения всего на 266 °C. Ни одна другая комбинация химических элементов не смогла воспроизвести реальные параметры формирования ядра.
Значение открытия для науки
Это открытие имеет фундаментальное значение для нескольких областей науки. Во-первых, оно объясняет, как могло происходить формирование твердого ядра без катастрофического охлаждения планеты. Во-вторых, наличие углерода в значительных количествах рационально объясняет, почему плотность земного ядра ниже, чем у чистого железа. Наконец, исследование проливает свет на химический состав региона, недоступного для прямого изучения, и может помочь в разрешении многолетних споров о возрасте внутреннего ядра, оценки которого варьируются от 500 миллионов до более 2 миллиардов лет.
04.09.2025 102 FacebookXVKontakteOdnoklassnikiTelegram Подпишитесь на нас:Вконтакте / Telegram / Дзен Новости
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Ученые сделали неожиданное открытие, которое меняет представления о формировании и составе ядра Земли.