Ядро Земли демонстрирует внутреннюю слабость

Новые эксперименты, проведенные в Стэнфордском университете и Национальной ускорительной лаборатории SLAC, показали, что железо в ядре Земли обладает относительно низкой прочностью. Это открытие основано на измерениях методом ядерного резонансного неупругого рассеяния рентгеновских лучей (NRIXS) и радиальной рентгеновской дифракции (rXRD) при высоком давлении, выполненных на синхротронных источниках Advanced Photon Source и Advanced Light Source. Экстраполяция результатов на условия ядра показала, что прочность железа в глубинах планеты примерно на 60% ниже прежних оценок.

Этот результат важен для понимания внутренней динамики Земли. Низкая прочность железа (около 1 ГПа в условиях ядра) означает, что деформация («ползучесть») материала ядра может происходить быстрее, чем считалось, — за счет движения дефектов (дислокаций) в кристаллической структуре, а не только за счет медленной диффузии атомов. Это может объяснить, как выравнивание кристаллов железа, вызывающее анизотропию сейсмических волн (их разную скорость вдоль полярной оси и в экваториальной плоскости), сформировалось относительно рано в геологической истории Земли.

«Удивительно, но полученная прочность оказалась на 60% ниже предыдущих оценок, что делает железо одним из самых слабых металлов при высоких давлениях», — отмечается в исследовании, опубликованном в Nature Geoscience. Для дальнейшей проверки этой идеи команда планирует провести новый цикл экспериментов с железом одновременно при высоких температуре и давлении.