Земное ядро похоже на салатную заправку

Москва, 10:47, 07 Май 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.

Исследование, проведенное под руководством специалистов Йельского университета, предлагает новый фактор, помогающий объяснить приливы и отливы в магнитном поле Земли. Он станет понятен любому, кто хоть раз делал уксусную салатную заправку.

Магнитное поле, производимое в центре планеты, защищает живые организмы от солнечной радиации. Но знания ученых об эволюции и свойствах явления остаются неполными. В новом исследовании адъюнкт-профессор Канани Ли с командой выяснили, что жидкие сплавы железа содержат кремний и кислород от 2 отдельных жидкостей в условиях, схожих со средой земного ядра. Выводы группы представлены в журнале PNAS, сообщает phys.org. Процесс называется расслоением.

«Мы наблюдаем явление ежедневно. Например, когда в салатной заправке разделяются масло и уксус, — сказала Сара Арвесон, ведущий автор работы. – Удивительно, что расслоение жидких фаз происходит, когда атомы так сближаются под давлением земного ядра».

Процесс подробно задокументирован металлургами. Обычно он протекает при атмосферном давлении. Изучение расслоения сплавов под большей нагрузкой ограничивались условиями верхней мантии Земли.

На глубине 2900 км находится внешнее ядро, слой расплавленного железа, толщиной более 2000 км. Это – источник магнитного поля. Горячая жидкость активно бурлит, обеспечивая однородность структуры. Но на ее поверхности сформирован отдельный слой. Сейсмические волны здесь движутся медленнее, чем в остальном внешнем ядре.

Ученые предлагали несколько теорий, объясняющих явление. Звучала идея формирования слоев несмешивающимися сплавами железа. Но доказать их экспериментально или теоретически до сегодняшнего дня не получалось.

Проведя опыты с нагретыми лазером аппаратами высокого давления с магнитными наковальнями и использовав компьютерные симуляции, команда воссоздала условия внешнего ядра. Ученые продемонстрировали 2 отдельных, расплавленных жидких слоя из железа и кремния: с и без кислорода. Первый, за счет меньшей плотности, поднимается на поверхность.

«Мы впервые наблюдали расслоение металлических сплавов в такой суровой среде», — сказала Ли.

Исследование помогает лучше понять условия на ранней Земле и интерпретировать изменения магнитного поля в процессе ее развития.