«Кварцевые» кристаллы в ядре Земли питают её магнитное поле

Новое исследование показало, что кристаллизация диоксида кремния (SiO₂) из жидкого внешнего ядра Земли может служить мощным источником энергии, поддерживающим геомагнитное поле. Это открытие, сделанное в лаборатории Kei Hirose из Института наук о Земле и жизни (ELSI) Токийского технологического института, помогает разрешить «новый парадокс тепла ядра», связанный с недостатком энергии для генерации магнитного поля.

Парадокс возник после оценки, что ядро планеты могло остыть на 1000°C с момента её образования 4,5 млрд лет назад. Такое значительное охлаждение необходимо для поддержания магнитного поля, если нет другого, неизвестного источника энергии. Эксперименты, в которых образцы сплавов железа с кремнием и кислородом сжимали алмазными наковальнями до давлений ядра и нагревали лазером, выявили неожиданное образование кристаллов SiO₂ — того же состава, что и минерал кварц на поверхности.

«Мы были поражены, потому что наши расчёты показали, что кристаллизация диоксида кремния из ядра может обеспечить огромный новый источник энергии для питания магнитного поля Земли», — отмечает соавтор исследования John Hernlund из ELSI. Этот дополнительный энергетический вклад достаточен для разрешения парадокса. Процесс также даёт ключи к первоначальному составу ядра и условиям в ранней Солнечной системе, поскольку кристаллизация постепенно удаляет из ядра растворённые кремний и кислород.