Новое исследование Оксфордского университета, университета Лидса и Университетского колледжа Лондона показало, что кристаллизация внутреннего ядра Земли могла начаться благодаря высокому содержанию углерода. В ходе работы, результаты которой опубликованы в Nature Communications, ученые установили, что для запуска процесса ядро должно было содержать около 3,8% вещества.
Это больше, чем предполагалось до этого, и указывает, что углерод сыграл ключевую роль в «замерзании» ядра, определив его современную структуру. Внутреннее ядро — твердая железная масса, растущая по мере остывания внешнего жидкого слоя.
Чтобы железо кристаллизовалось, необходимо «переохлаждение» ниже точки плавления. Для чистого железа — около 800−1000 °C, однако в реальности охлаждение не превышало 250 °C.
Чтобы объяснить образование ядра при таком малом перепаде, исследователи смоделировали на атомном уровне процесс замерзания сплавов железа с кремнием, серой, кислородом и углеродом. Выяснилось, что кремний и сера замедляют кристаллизацию, а углерод ускоряет ее.
При 3,8% углерода переохлаждение снижается до 266 °C — ровно столько, чтобы объяснить размеры ядра и сохранение магнитного поля Земли. Отмечается, что без углерода твердое ядро могло бы не образоваться вовсе.
Ранее в Науке Mail сообщали, что в США планируют впервые отправить астронавтов на Марс в начале 2030-х годов.
