ядро Земли
ядро Земли
Юрий Манаков Опубликована сегодня в 12:05

Углерод перевернул представления о ядре Земли: привычная модель рассыпалась, как карточный домик

Исследование показало: содержание углерода в ядре Земли выше, чем предполагалось

Земное ядро вновь заставило учёных пересмотреть привычные представления. В свежем исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, международная группа геофизиков пришла к выводу: решающую роль в формировании внутреннего твердого ядра мог сыграть углерод. Его содержание оказалось значительно выше, чем предполагалось прежде.

Загадка кристаллизации

Внутреннее ядро нашей планеты состоит в основном из железа и постепенно растёт, остывая в окружении расплавленного внешнего слоя. Но объяснить этот процесс долгое время не удавалось. Проблема заключалась в том, что для кристаллизации железо должно было переохладиться на 800-1000 °C ниже точки плавления. Геологические данные показывают: таких температур ядро никогда не достигало. Если бы охлаждение было настолько сильным, внутреннее ядро росло бы слишком быстро, а магнитное поле Земли, напротив, рухнуло бы.

В поисках недостающего элемента

Чтобы разгадать парадокс, исследователи из Университета Лидса, Оксфорда и Университетского колледжа Лондона смоделировали поведение вещества в условиях, близких к земному ядру. Они создали компьютерную модель из сотен тысяч атомов и проследили за моментом "зарождения" — формированием первых кристаллов.

Рассматривались разные элементы, которые могли попасть в ядро вместе с веществами мантии: кислород, сера, кремний и углерод. Результаты оказались неожиданными. Кислород, сера и кремний не только не помогали кристаллизации, но и тормозили её, требуя ещё большего переохлаждения. Зато углерод проявил себя как катализатор — он резко ускорял процесс.

Углерод как ключ

Моделирование показало: если в ядре содержится около 3,8% углерода, температура кристаллизации идеально совпадает с данными наблюдений. Для перехода железа в твёрдое состояние требуется переохлаждение всего на 266 °C. Это значение устраняет давнее противоречие и объясняет, как внутреннее ядро могло образоваться без экстремальных условий.

Кроме того, этот результат помогает понять, почему ядро менее плотное, чем чистое железо. Углерод, встраиваясь в кристаллическую решётку, изменяет её свойства, создавая более "лёгкую" структуру.

Заглянуть в недоступное

Учёные отмечают: новая модель объясняет не только процесс формирования ядра, но и проливает свет на его возраст. До сих пор оценки разнились — от 500 миллионов до более 2 миллиардов лет. Теперь исследователи надеются, что найденный "углеродный след" позволит точнее определить момент зарождения внутреннего ядра.

Это открытие важно и с практической точки зрения. Ведь именно динамика ядра создаёт магнитное поле Земли — наш естественный щит от космического излучения. Понимание того, какие элементы обеспечили стабильность его формирования, помогает по-новому взглянуть на эволюцию планеты и её обитаемость.

Подписывайтесь на Экосевер

Читайте также

РАН и МГУ: восстановление лесов на бывших пашнях повышает кислотность почвы и меняет её состав сегодня в 19:13

Что скрывают заброшенные поля: леса возвращают в почву углерод, азот и фосфор

Учёные выяснили, что заброшенные сельхозземли меняют химический состав почвы: лес восстанавливает одни элементы, но ускоряет вымывание других.

Читать полностью »
Психолог Елена Шпагина назвала способы борьбы с осенним выгоранием сегодня в 18:43

Осень крадет силы: найден простой способ победить сезонное выгорание

Осень приносит не только золотые листья, но и усталость. Психолог объяснила, что стоит за "синдромом сентября", и какие шаги помогут справиться с выгоранием.

Читать полностью »
Учёные Сеченовского университета разработали алгоритм диагностики атеросклероза по плазме крови сегодня в 17:15

Российские учёные разработали алгоритм, который читает атеросклероз по капле крови

Российские учёные создали алгоритм, позволяющий по анализу плазмы оценивать индекс омега-3 и точнее прогнозировать риски атеросклероза.

Читать полностью »
ERNW: хакеры научились обходить Windows Hello с помощью подмены биометрии сегодня в 16:25

Хакеры научились подделывать лица: Windows Hello перестала быть надёжной защитой

На конференции Black Hat раскрыли метод Faceplant — хакеры научились обходить Windows Hello, подменяя биометрические данные и получая доступ к ПК.

Читать полностью »
Учёные из Университета Колорадо выявили влияние кофеина на сохранность эритроцитов сегодня в 15:31

Обычная чашка кофе обесценила донорскую кровь: учёные бьют тревогу

Учёные показали, что кофеин ухудшает качество донорской крови и снижает эффективность переливаний, что может изменить практику донорства.

Читать полностью »
Учёные из Барселоны выявили белок нейритин-1 как фактор сжигания энергии сегодня в 14:09

Учёные нашли новый способ сжигать жир без диет и голодовки: в центре внимания нейритин-1

Учёные нашли белок, который ускоряет обмен веществ и сжигает энергию без снижения аппетита, открывая новый путь в лечении ожирения.

Читать полностью »
Учёные: антитела к вирусу гепатита B связаны с меньшим риском диабета 2 типа сегодня в 13:27

Иммунитет к гепатиту B неожиданно защитил от диабета: риск снижается почти наполовину

Учёные выяснили, что иммунитет к вирусу гепатита B может снижать риск диабета 2 типа, а вакцинация приносит неожиданные метаболические бонусы.

Читать полностью »
На Марсе найдены органические соединения в сульфатах — исследование Nature Astronomy сегодня в 11:56

Марс оказался не пустыней: в кратере нашли молекулы, пережившие миллиарды лет

Новые данные с Perseverance подтвердили следы органики в кратере Езеро. Учёные считают, что сульфаты могли стать хранилищем молекул на миллиарды лет.

Читать полностью »