Земное ядро оказалось таким же горячим, как Солнце

Результаты нового исследования говорят о том, что внутреннее ядро Земли имеет гораздо более высокую температуру, чем считалось ранее

Новые измерения выявили цифру 6000 градусов Цельсия, что фактически равно температуре поверхности Солнца.

Твердое ядро – это фактически кристалл, окруженный жидкостью. Температура, при которой формируется этот кристалл, – предмет длительных споров, которые уже давно ведут ученые.

В экспериментах, результаты которых описаны в журнале Science, использовалось рентгеновское излучение, с помощью которого проводилось зондирование крошечных частиц железа, подвергаемое сильнейшему давлению, чтобы можно было проанализировать, как формируются и плавятся кристаллы железа.

Сейсмические волны, которые измеряются после землетрясений по всему миру, могут послужить прекрасным источником информации о толщине и плотности земных слоев, но, увы, они не могут дать никаких сведений о температуре. Эту информацию можно получить с помощью или компьютерных моделирований, или лабораторных методов.

Исследование рентгеном

Измерения, полученные в начале 1990-х годов относительно процесса плавления железа, из которых можно вычислить температуру ядра, как считали ученые, позволили предположить, что температура составляет около 5000 градусов Цельсия.

«Это было только начало работы с измерениями подобного рода, поэтому они лишь сделали предварительную оценку… чтобы составить примерные рамки температуры внутренней части Земли, – говорит Агнес Деваль из Французского исследовательского агентства и один из авторов нового исследования для BBC News. – Разные исследователи провели различные измерения и компьютерные вычисления, и оказалось, что данные не согласуются. В нашей области науки это плохо, когда мы не соглашаемся друг с другом».

Частицы железа подвергались очень сильному давлению, а затем исследовались с помощью рентгена. Фото с сайта esrf.eu

Знать температуру ядра Земли критически важно для многих дисциплин и отраслей науки, которые изучают различные аспекты внутреннего строения нашей планеты и тех ее участков, добраться до которых в ближайшее время (по крайней мере, физически) не представляется возможным. Точная цифра стала бы ключом к пониманию многого – от природы землетрясений до магнитного поля Земли.

«Наши ответы необходимы геофизикам, сейсмологам, исследователям в области геодинамики. Им необходимы данные, которыми они смогли бы заполнить свои компьютерные модели», – заверяет Деваль.

Команда ученых недавно заново пересмотрела измерения 20-летней давности, используя Европейскую установку синхротронного излучения – один из наиболее интенсивных источников рентгеновского излучения в мире.

Чтобы воспроизвести огромное давление, которое существует только на границе ядра Земли, – в миллион раз более интенсивное, чем на глубине океана, – ученые использовали устройство, которое называется «алмазный пресс».

Когда образцы железа подвергли высокому давлению и высоким температурам с помощью лазера, ученые использовали рентгеновские лучи, чтобы выполнить дифракцию, и наблюдали, как изменялись образцы, то есть как изменяется железо, переходя из твердого состояния в жидкое.

Образцы, полученные в результате дифракции, дают больше информации о состояниях железа на разных стадиях плавки. В частности, они предполагают, что температура ядра Земли составляет приблизительно 6000 градусов Цельсия плюс-минус 500 градусов, что примерно равно температуре поверхности Солнца.

Доктор Деваль уверена: «Теперь все согласуется». Но команда продолжает исследование, чтобы уточнить результаты.