Компьютерные симуляции убедительно подтверждают новую теорию о ядре Земли

Шведские исследователи представили в веб-выпуске журнала Science доказательства, подтверждающие их теорию о строении земного ядра. Полученные результаты могут иметь значение для понимания остывания Земли и стабильности её магнитного поля.

Долгое время оставалось необъяснимым, почему сейсмические волны проходят через внутреннее твёрдое ядро Земли (шар радиусом ~1200 км, состоящий в основном из железа) примерно на 12% быстрее в направлениях, параллельных оси вращения планеты, чем в направлениях, параллельных экватору. Новое исследование учёных из Университета Уппсалы и KTH даёт объяснение этой загадке. Компьютерное моделирование, основанное на теории функционала плотности, показало, что единственной структурой, соответствующей наблюдениям, является объёмно-центрированная кубическая (ОЦК) кристаллическая решётка железа при высоких температурах и давлениях ядра.

«Мы обнаружили, что объёмно-центрированная кубическая структура железа — это единственная структура, которая может соответствовать экспериментальным наблюдениям», — говорит профессор теории конденсированного состояния Бёрье Йоханссон из Университета Уппсалы.

Это открытие имеет фундаментальное значение. Тепловой баланс Земли и её магнитное поле зависят от количества тепла, запасённого во внутреннем ядре, что, в свою очередь, определяется кристаллической структурой железа. Ранее оценки строились на моделях, исходящих из гексагональной структуры. Открытие шведских учёных потребует критического пересмотра представлений об остывании планеты и стабильности её магнитного поля. «Это исследование открывает новые перспективы для понимания прошлого, настоящего и будущего Земли», — отмечает исследователь Наталия Скородумова.