Эксперимент предполагает, что кремний — недостающий элемент в ядре Земли

Японские исследователи из нескольких институтов провели эксперименты, результаты которых указывают, что недостающим элементом в ядре Земли, вероятно, является кремний. Свои выводы группа представила на недавней встрече Американского геофизического союза.

Учёные установили, что примерно 85% земного ядра состоит из железа, а никель составляет дополнительные 10%. Однако природа оставшихся 5% оставалась загадкой. Новые лабораторные эксперименты показали, что этим недостающим компонентом, вероятно, является кремний.

Чтобы определить состав ядра, исследователи создают в лабораториях виртуальные модели Земли и подвергают их реальным условиям, таким как высокая температура и давление. Это единственный возможный подход, поскольку ядро находится на глубине около 3000 км и слишком мало для прямого зондирования — его размер сопоставим с размером Плутона. Эксперименты включают создание моделей ядра из различных материалов, их нагрев и сжатие, а затем анализ прохождения сейсмических волн для сравнения с данными по реальному ядру. Кремний рассматривался как возможный кандидат ранее из-за его способности легко связываться с металлами, но не был тщательно проверен. В ходе нового эксперимента японские учёные нагрели образец из железа, никеля и кремния до 6000°C и создали давление, в 3,6 миллиона раз превышающее давление на поверхности планеты. Сейсмический анализ показал, что созданная смесь соответствует свойствам реального земного ядра, что убедительно свидетельствует в пользу кремния как недостающего элемента.

Понимание истинного состава нашей планеты, включая её ядро, может помочь лучше понять её историю. Изучение материалов, составляющих ядро сегодня, позволяет больше узнать о том, какими были внутренние части планеты миллиарды лет назад, например, в период отделения ядра от более скалистого материала вокруг него. Результаты также свидетельствуют, что кислород, вероятно, не является распространённым элементом в ядре, хотя некоторые специалисты ранее рассматривали такую возможность.