Восходящий кремнийсодержащий "снег" во внешнем ядре Земли

Глубоко под поверхностью Земли находится внешнее ядро — 2000-километровый слой жидкого железного сплава. Несмотря на глубину около 3000 км, оно влияет на обитаемость поверхности, так как именно здесь генерируется магнитное поле планеты.

В исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature, группа учёных, включая Сан-Хиона Дэна Шима и Суюй Фу из Университета штата Аризона, экспериментально наблюдала образование богатых кремнием кристаллов в жидком сплаве железо-водород в условиях высокого давления и температуры, соответствующих внешнему ядру Земли.

Кристаллы содержат достаточно кремния, чтобы быть легче окружающей жидкости, и поэтому будут подниматься в жидком железном металле. Исследователи предсказывают, что в результате этого во внешнем ядре может идти "снег" из богатых кремнием кристаллов, но не оседающий, а восходящий.

Это явление может приводить к формированию скоплений кремнийсодержащего "снега" на границе между металлическим ядром и каменистой мантией, где сейсмические исследования десятилетиями фиксируют загадочные мелкомасштабные структуры. Среди них, например, зоны жёсткости ядра (толщиной в несколько сотен метров с твёрдотельными свойствами) могут представлять собой именно такие скопления.

"Если кремний и водород являются двумя основными лёгкими элементами в самом внешнем ядре в соответствующих количествах, такой восходящий кремнийсодержащий снег может происходить", — сказал Фу. Исследование также предсказывает, что этот процесс начинается в области самого внешнего ядра и может распространяться на большие глубины по мере дальнейшего остывания Земли.