Вчені відкрили новий стан матерії у ядрі Землі

Науковці з Сичуанського університету повідомили про відкриття нового стану матерії, який може існувати у внутрішньому ядрі Землі. Йдеться про так званий суперіонний стан, у якому атоми вуглецю рухаються крізь кристалічну решітку заліза подібно до рідини, тоді як сама структура залишається стабільною. Це поєднання властивостей твердого та рідкого тіл може пояснити незвичну поведінку ядра.

Дослідження показує, що рідиноподібна рухливість легких елементів здатна відігравати важливу роль у підтриманні магнітного поля планети. Такий механізм доповнює теплову та хімічну конвекцію, забезпечуючи додаткове джерело енергії для геодинамо — процесу, який живить магнітне поле Землі.

Внутрішнє ядро, масою близько 102 квінтильйонів тонн, розташоване на глибині понад 3 000 миль і перебуває під тиском понад 3,3 мільйона атмосфер при температурах, подібних до сонячних. Попри це, воно демонструє властивості як твердого, так і в’язкого середовища: сейсмічні хвилі проходять крізь нього уповільнено, а пластичність нагадує м’яке масло.

Щоб перевірити гіпотезу, дослідники використали ударні хвилі для компресії зразків залізовуглецевого сплаву. Метал розганяли до швидкості понад 25 000 км/год, досягаючи тиску 1,38 мільйона атмосфер і температури понад 2 300°C. За цих умов матеріал ставав значно більш пластичним, що свідчило про перехід у суперіонний стан.

Результати можуть змінити уявлення про найглибші шари Землі. Якщо ядро справді має суперіонну структуру, це пояснює аномалії сейсмічних хвиль і допомагає зрозуміти, як планета розвивається упродовж геологічного часу. Такий стан може сприяти перенесенню тепла й підтриманню магнітного поля, а також дати ключ до розуміння внутрішньої будови та магнітних полів екзопланет.