Исследователи на шаг ближе к определению структуры железа в центре Земли

В новом исследовании, опубликованном в Geophysical Research Letters, Янг Сун и его коллеги приблизились к разрешению давнего спора о кристаллической структуре железа в земном ядре. Ученые объединили два метода моделирования атомных взаимодействий — классический и ab initio — чтобы с высокой точностью рассчитать температуры плавления двух основных фаз железа при экстремальном давлении ядра.

Полученные данные имеют ключевое значение для понимания структуры, эволюции и динамики земного ядра. Исследование показало, что гексагональная плотноупакованная (ГПУ) фаза является стабильной для железа во внутреннем ядре. Ее температура плавления всегда выше, чем у объемно-центрированной кубической (ОЦК) фазы, но разница невелика. При давлении, соответствующем границе внутреннего ядра (_{323 ГПа), температура плавления составила 6 357 ± 45 K для ГПУ-фазы и 6 168 ± 80 K для ОЦК-фазы. В центре ядра (}360 ГПа) эти значения равны 6 692 ± 45 K и 6 519 ± 80 K соответственно.

«Это исследование предлагает новые перспективы для изучения ядра Земли, — отмечают авторы. — Дальнейшая работа должна включать влияние никеля и легких элементов в моделированиях структуры внутреннего ядра». Ранее оценки температур плавления имели неопределенность около 500 K, что затрудняло однозначное определение стабильной фазы железа в недрах планеты.