 |
|
Шаг к определению структуры железа в центре Земли
|
| Во внутреннем ядре Земли преобладает железо, которое может существовать в виде твердого материала более чем в одной кристаллографической форме. (Это качество позволяет железу соединяться с другими элементами с образованием сплавов.) Наиболее стабильной формой железа при комнатной температуре является объемно-центрированная кубическая (ОЦК) структура. При чрезвычайно высоких давлениях он стабилен в своей гексагональной плотноупакованной (ГПУ) фазе. Однако серьезные споры вызывает структура железа в центре Земли. В новом исследовании, опубликованном в Geophysical Research Letters, Ян Сунь и его коллеги на один шаг приблизились к ответу. Обсуждение сосредоточено на температурах плавления двух фаз железа при давлении в ядре: 323 гигапаскаля на внутренней границе ядра и 360 гигапаскалей в центре ядра. Предыдущие исследования пытались оценить температуру плавления с какой-либо точностью. Лучшие предположения имели диапазон неопределенности 500 K (440 ° F). |
|
| Исследователи используют два типа моделирования взаимодействия атомов для оценки температуры плавления железа во внутреннем ядре: классическое и неэмпирическое. Оба подхода имеют свои плюсы и минусы, но ни один из них пока не дал четкого ответа. В новом исследовании ученые объединили две стратегии моделирования для расчета температур плавления ГПУ и ОЦК железа в ядре Земли. Они обнаружили, что ГПУ-фаза является стабильной фазой железа во внутреннем ядре. Температура плавления ГПУ-железа всегда выше, чем у ОЦК-формы, но эта разница очень мала. При давлении, близком к границе внутреннего ядра, исследование сообщает о температуре плавления 6357 ± 45 К для ГПУ-фазы и 6168 ± 80 К для ОЦК-фазы. При давлениях, близких к центру ядра, температура плавления составила 6 692 ± 45 К для ГПУ и 6 519 ± 80 К для ОЦК. Исследование предлагает новые взгляды на структуру, эволюцию и динамику ядра Земли. Ученые говорят, что будущая работа должна включать влияние никеля и легких элементов на моделирование структуры внутреннего ядра. |
| Источник |
