Ученые из университета Упсалы и шведского Королевского института технологий уверяют, что раскрыли тайну земного ядра.
По их гипотезе оно представляет собой кристалл.
Согласно классической теории ядро Земли «зарыто» на глубине 2,9 тысячи километров и состоит из жидкой внешней оболочки радиусом около 2200 км и непосредственно твердого внутреннего ядра радиусом около 1300 км.
Предполагается, что твердое ядро образовалось из метеоритов, слепившихся в один большой железный шар. Как раз его ученые из Упсалы и Стокгольма и призывают считать кристаллом.
Путь к решетке
На чем же основывают свои выводы шведские ученые?
Их внимание привлекли весьма необычные данные, собранные за несколько лет сейсмологами.
Специалисты долго не могли понять, почему волны — отголоски землетрясений, случившихся, например, где-нибудь в Исландии, — доходят до противоположной точки планеты параллельно ее оси быстрее, нежели те, которые пересекают планету перпендикулярно оси.
Ученые предположили, что разница в скорости волн может быть следствием какого-то особого строения земной тверди. Хотя, согласно общепринятому мнению, ядро нашей планеты по форме практически идеальная сфера.
В исследовании вместе со шведскими специалистами участвовали и двое наших соотечественников — физики Наталья Скородумова и Анатолий Белоношко. «Для решения проблемы — понимания вероятностного строения ядра — мы решили применить компьютерное моделирование, — рассказывает Анатолий Белоношко.
— Дело в том, что экспериментально невозможно достичь давления и температур, которые есть в ядре. На его место мы поставили кристалл с гексагональной решеткой.
Подобная структура, имеющая в своей основе правильные шестиугольники и напоминающая пчелиные соты, очень удобна, поскольку может объяснить поведение сейсмических волн».
По мнению ученых, гексагональный кристалл — сама по себе необычная структура: если повернуть его определенным образом, то вдоль одних его граней сейсмические волны будут идти быстрее, а вдоль других — медленнее.
Оставалось только понять: может ли существовать в природе подобный кристалл, и если может, то обладает ли он такими же свойствами?
В компьютерном эксперименте в итоге все совпало наилучшим образом. «Мы сформировали на экране компьютера кристалл, который потом искусственно возмущали, то есть пускали по нему волну, подобную сейсмической.
По сути, мы моделировали распространение колебаний в кристалле, — рассказывает Наталья Скородумова. — Потом программа выдала данные о скорости волны при прохождении через решетку».
Как оказалось, в гексагональных решетках действительно вдоль граней направлены движения микрочастиц, но происходят они только при нормальных температурах.
«При высоких температурах, в пекле ядра, гексагональная структура, то есть кристалл, в принципе не может выполнить возложенную на нее «миссию» — сформировать земное ядро, — поясняет Белоношко.
— Но от «кристаллической версии» мы, тем не менее, не отказались».
А что, если ядро состоит не из гексагональных кристаллов, а объемно-центрированных — с кубической решеткой. И на этот раз все параметры компьютерного моделирования сошлись: ни запредельная температура, ни огромное давление не способны повлиять на свойства кубического кристалла.
Он и в неимоверной жаре подземелья со всем упорством продолжает изменять скорости сотрясающих Землю волн. «Мы выяснили, что только одна-единственная структура может отвечать заданным условиям и имеющимся сейсмическим данным — объемно-центрированная, — уверенно говорит Наталья Скородумова.
— Мы доказали, что только такая решетка подходит для нашей гипотезы».
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.