Твердое железное ядро Земли обладает кристаллической структурой с объемноцентрированной кубической решеткой (в одной ячейке такой решетки атомы расположены по углам куба и еще один атом – в центре куба). К такому выводу пришли исследователи из Упсалы и Стокгольма.
Объяснение загадочному феномену такое: упругие волны проходят через ядро заметно быстрее в направлениях, параллельных оси вращения планеты, нежели в направлениях, параллельных экватору. При температуре и давлении, которые царят в сердцевине Земли, по существующим представлениям о поведении железа, такой анизотропии быть не должно.
В 2003 году Йоханссон и его коллеги опубликовали работу, в которой объясняли, как анизотропия ядра связана с его структурой. Теперь они составили компьютерную модель, показавшую поведение ядра при разном его кристаллическом строении.
Компьютер вычислял реакцию на упругие волны нескольких миллионов атомов, сильно взаимодействующих друг с другом, что достаточно много для обобщения результатов численного эксперимента на все ядро.
"Нам удалось обнаружить, что объемноцентрированная кубическая решетка из атомов железа является единственной структурой, которая может соответствовать данным экспериментальных наблюдений", – заявил Бёрье Йоханссон.
Профессор подчеркнул при этом, что большая диагональ этой решетки ориентирована параллельно оси вращения планеты. Разница в скорости волн на 12% была также получена и в натурном моделировании земного ядра (высокое давление и температура) в установке с алмазной наковальней. Это удивительный и неожиданный результат, учитывая симметрию кубической решетки.
Если данное открытие получит подтверждение, то геофизикам придётся пересмотреть представление о земном ядре, что повлечет за собой и пересмотр оценок теплового баланса ядра и стабильности магнитного поля планеты, которые напрямую зависят от кристаллической структуры ядра.
Источник: Мембрана.
