Žemės branduolys gali būti unikali materijos būsena

Kinijos mokslų akademijos mokslininkai nustatė, kad vidinis Žemės branduolys gali būti keistesnis, nei manėme.

Nauji modeliavimo rezultatai rodo, kad tai ne tik kietas kūnas, bet ir superjoninė medžiagos būsena, tarpinė tarp skysčio ir kieto kūno.

Kadangi negalime nusigręžti iki planetos centro ir pažvelgti į jį savo akimis, mokslininkai Žemės branduolį daugiausia tyrinėja pasitelkdami žemės drebėjimų sukeliamas seismines bangas. Kai šie virpesiai sklinda per planetą, jie skirtingomis medžiagomis sklinda skirtingu greičiu, o analizuojant šiuos pokyčius galima nustatyti skirtingų sluoksnių sudėtį.

Dešimtmečius šie tyrimai nuolat rodė, kad vidinis branduolys gali skleisti seismines bangas, vadinamas skersinėmis bangomis, o tai rodo, kad jis yra kietas. Tačiau šios bangos per šerdį sklinda lėčiau, nei būtų galima tikėtis iš kieto geležies rutulio, o tai rodo, kad jis yra šiek tiek minkštesnis.

Atlikdami naująjį tyrimą mokslininkai modeliavo temperatūros ir slėgio sąlygas Žemės centre, norėdami išsiaiškinti, kokios dar medžiagos gali būti ten, apačioje. Jie nustatė, kad kai kurie geležies lydiniai gali sudaryti superjoninę būseną, o tai paaiškina ankstesnius stebėjimus.

Superjoninės geležies lydinyje geležies atomai sudaro kietą gardelę, kuri išlaiko medžiagą kartu, o lengvesni elementai sklinda per gardelę beveik skystos būsenos. Atlikus modeliavimą paaiškėjo, kad Žemės branduolio sąlygomis šie lengvesni elementai gali būti vandenilis, deguonis arba anglis.

Svarbu tai, kad komanda apskaičiavo, kaip greitai skersinės bangos sklinda per šiuos superjoninius lydinius, ir nustatė, kad tai gerai sutampa su stebėjimais. Kitas nustatytas vidinio branduolio savybes taip pat galima paaiškinti skirtingu šių į skystį panašių elementų pasiskirstymu ir konvekcija.

Tai įdomi mintis, tačiau ji nėra vienintelis galimas paaiškinimas. Ankstesniuose tyrimuose buvo iškelta prielaida, kad lėtesnį skersinės bangos sklidimą gali lemti "geležies sniegas", krintantis ant vidinio branduolio iš išorinio branduolio.