|
Анизотропная структура внутреннего ядра Земли
|
|
|
|
Геомагнитное поле создается внутри Земли и распространяется в космическое пространство, чтобы защитить Землю от космического излучения и заряженных частиц солнечного ветра. Магнитное поле создается конвекцией заряженных жидкостей расплавленного железа во внешнем ядре Земли. В отличие от конвективно-однородного внешнего ядра внутреннее ядро Земли неоднородно и анизотропно. Сейсмическая скорость в полярном направлении на 2–3 % больше, чем в экваториальном направлении. Недавно исследователи под руководством проф. Ли Хепин и Хэ Ю из Института геохимии Китайской академии наук (IGCAS) обнаружили, что анизотропная структура внутреннего ядра Земли управляется дипольным геомагнитным полем. Исследование было опубликовано в Nature Communications 24 марта.
|
|
|
В прошлом году исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что внутреннее ядро Земли представляет собой не обычное твердое тело, а смесь твердого железа и жидкоподобных легких элементов (водорода, кислорода и углерода), что также известно как суперионное состояние. В текущем исследовании исследователи обнаружили, что сплав Fe-H с гексагональной плотной упаковкой (ГПУ) проявляет как сейсмическую анизотропию, так и анизотропию диффузии ионов водорода в условиях высокого давления и температуры во внутреннем ядре Земли. В присутствии внешнего электрического поля ориентация решетки Fe-H с осью с, направленной в направлении поля, была энергетически выгодной. Из-за этого эффекта выравнивание решетки Fe-H могло управляться электрическим полем.
|
|
|
|
Учитывая распределение электромагнитного поля во внутреннем ядре, установлено взаимодействие между внутренним ядром и геомагнитным полем. Выровненная текстура, вызванная геомагнитным полем, показала значительную сейсмическую анизотропию, что объясняет анизотропные сейсмические скорости во внутреннем ядре. «Это интригует! Подвижные атомы водорода внутри внутреннего ядра Земли могут коррелировать с геомагнитным полем и, таким образом, формировать анизотропную текстуру, которая должна дать нам новую перспективу для понимания тайн внутреннего ядра Земли и магнитного поля Земли», — сказал доктор Хе. Ю., автор-корреспондент исследования. «Помимо последствий для наук о Земле, уникальные физические свойства суперионного эффекта также важны для нас, чтобы лучше понять поведение суперионной материи в экстремальных условиях внутри экзопланет», — сказал доктор Сунь Шичуань, первый автор исследования.
|
|
|
|
Источник
|
