Решение проблемы формирования планетарного ядра — просачивание вниз

Ученые из Техасского университета в Остине представили доказательства, что металлические ядра планет, включая Землю, могли сформироваться в результате просачивания расплавленного металла вниз, к центру, через микроскопические каналы между зернами горных пород. Это открытие ставит под сомнение прежние эксперименты и симуляции, согласно которым значительные объемы расплава оставались изолированными в порах.

Новое исследование показывает, что как только изолированные поры соединяются в сеть, расплавленный металл начинает течь и может продолжать просачиваться по границам зерен даже при значительном уменьшении его объема. Этот процесс позволил бы металлу стекать через мантию и аккумулироваться в центре, формируя металлическое ядро.

«Мы утверждаем, что как только сеть расплава становится связанной, она остается таковой, пока почти весь металл не окажется в ядре», — пояснил соавтор работы Марк Хессе из Школы геонаук Джексона.

Исследование, опубликованное 4 декабря в Proceedings of the National Academy of Sciences, основано на компьютерной модели, разработанной Согейлом Ганбарзаде. Модель симулирует распределение расплавленного железа между зернами породы при изменении пористости. Ключевым отличием стала использованная геометрия — нерегулярная, основанная на данных микротомографии реального образца поликристаллического титана, что точнее отражает природные условия. Модель показала, что при остановке просачивания в силикатной мантии остается лишь 1–2% исходного металла, что согласуется с содержанием металла в мантии Земли. Сравнение с метеоритом-ахондритом подтвердило, что симуляции воспроизводят наблюдаемые в природе структуры расплавленных сетей.