Исследование: Атомные колебания помогают определить температуру внутри Земли

Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) усовершенствовали метод определения температуры плавления железа при экстремальном давлении, характерном для земного ядра. Команда под руководством профессора минеральной физики Дженнифер Джексон впервые применила комбинацию лазерного нагрева и синхротронной мессбауэровской спектроскопии (SMS) к образцам железа, сжатым в алмазной наковальне. Новый подход позволил зафиксировать момент перехода атомов железа в расплавленное состояние, основываясь на изменении их динамического поведения.

Полученные данные важны для понимания теплового состояния ядра Земли, которое состоит из твердого внутреннего и жидкого внешнего слоя. Температура плавления железа при высоком давлении служит ключевым ориентиром для оценки распределения температур в недрах планеты. Это, в свою очередь, влияет на моделирование геодинамических процессов, включая генерацию магнитного поля Земли.

«Мы обнаружили, что железо плавится при более высоких температурах, чем сообщалось в предыдущих исследованиях», — говорит Джексон, ведущий автор статьи в журнале Earth and Planetary Science Letters. При давлении около 80 гигапаскалей новая оценка точки плавления железа составляет примерно 3025 K, что примерно на 400 градусов выше предыдущих максимальных оценок (~2600 K). Это указывает на то, что ядро Земли, вероятно, горячее, чем считалось ранее. Полученные результаты также могут свидетельствовать о более высоких внутренних температурах у других планет с железными ядрами, таких как Меркурий и Марс.