Компьютерное моделирование однозначно поддерживает новую теорию ядра Земли

Шведские исследователи представили в Интернете доказательства правильности своей теории о земном ядре. Эти исследования могут иметь значение для нашего понимания о том, как остывала Земля, и о стабильности магнитного поля нашей планеты.

Давно было известно, что внутреннее ядро земли - сфера, проявляющей себя как твердое тело с радиусом приблизительно 1200 км, главным образом состоящая из железа. Сейсмические исследования, проведенные в свое время, показали анизотропность свойств ядра Земли: упругие волны проходят через ядро быстрее в направлении параллельном оси Земли, нежели в направлении параллельном экватору. Это явление тогда не имело объяснения. При тех высоких температурах, которые имеются в центре Земли, эти волны должны были проходить во всех направлениях с одинаковой скоростью.

В недавних исследованиях ученые из университета Уппсалы (Uppsala University) с коллегами из KTH представили объяснение анизотропности ядра Земли, опубликованное в ряде статей в «Nature» и «Science». Первоначально, в 2003 году эти ученые выдвинули теоретическое доказательство что ядро земли принимает так называемую объемно-центрированную кубическую кристаллическую структуру и при высоком уровне симметрии проявляет удивительно высокий уровень упругой анизотропии.

Эта теория о кристаллической структуре ядра Земли противоречила преобладающему в то время представлению, но с тех пор «голая» теория нашла, и экспериментальную и более развитую теоретическую поддержку. В последних исследованиях были смоделированы условия, имеющие место в центре Земли, через которые были пропущены сейсмические волны. При этом, волны двигались с разницей по скорости примерно в 12% по разным направлениям. Сначала результаты были рассчитаны для нескольких миллионов атомов при их сильном взаимодействии друг с другом. На этом базисе была построена компьютерная модель для поведения звуковых волн при прохождении железа при условиях, преобладающих в ядре Земли.

«Мы нашли, что объемно-центрированная кубическая структура железа - единственная структура, которая могла бы соответствовать экспериментальным наблюдениям», заявил Borje Johansson, профессор из университета Уппсалы

Тепловой баланс Земли, как и магнитное поле, зависят от количества тепла, запасенного во внутреннем ядре планеты. Оно, в свою очередь, зависит от кристаллической структуры железа во внутреннем ядре. Предварительно эти оценки базировались на моделях, основанных на структуре гексагонального кристалла железа во внутреннем ядре.

Открытие шведских ученых повлечет за собой критическую переоценку теорий охлаждения Земли и стабильности магнитного поля и откроет новые перспективы для понимания прошлого, настоящего и будущего нашей планеты.

В своих исследованиях ученые использовали модели, основанные на так называемой плотностно-функциональной теории, за которую Уолтер Кон (Walter Kohn) был удостоен Нобелевской Премии в 1999 году. Для вычислений были использованы наиболее мощные компьютеры из существующих в Стокгольме и Линкопинге.

23.04.2024

Изучены термические особенности внутреннего ядра Земли

На основе сейсмических методов ученые построили модель внутреннего земного ядра. Она проявила зоны пониженных и повышенных температур в пределах его внешней оболочки. Исследователи связали это с радиальной ориентировкой кристаллов железа, унаследованной со времен конвективной активности внутренней оболочки. »»»

22.04.2024

Наблюдается интенсивное оседание территорий городов восточного побережья Китая

Ученые выяснили, что оседанию земной поверхности подвержены более 30 китайских городов. Особо остро данная проблема проявляется на восточном побережье. Основным фактором этого процесса исследователи считают интенсивную добычу подземных вод. Также сказывается рост поверхностных нагрузок от городской инфраструктуры. Проявление этих факторов зависит от геологического строения. »»»

22.04.2024

Разработаны противомикробные нанокристаллы на основе серебра

Учеными созданы микромоторы на основе фосфатов серебра в качестве противоинфекционного средства. Механизм его действия состоит в разложении этих кристаллов при интенсивном перемещении в воде под воздействием света с высвобождением ионов серебра и свободных радикалов. Таким образом достигается большое рассеивание и диффузия действующего вещества. »»»

22.04.2024

Разработана методика определения состава перспективных материалов для электроники на основе алмаза

Нанослоистые структуры на основе синтетического алмаза рассматриваются в качестве перспективных полупроводников на замену современным кремниевым. Ученые обнаружили эффективный метод определения концентрации бора в них, от чего зависят их полупроводниковые свойства, а также разработали модель вычисления данного показателя для любых материалов. »»»

12.04.2024

Разработаны новые российские средства устранения нефтяных разливов на воде

Создана первая российская методика ликвидации разливов нефти на воде, основанная на использовании диспергентов и собирателей и рассчитанная на умеренные широты. »»»