Физики уточнили температуру земного ядра

Французские физики в рамках эксперимента смоделировали условия в ядре Земли. Исследование, результаты которого опубликованы в Science, позволили определить температуру ядра планеты. Обзор публикации приводится на сайте Европейского центра синхротронного излучения (ESRF).

Температура твердого железного ядра Земли, как установили ученые, составляет около 6 тысяч градусов по Цельсию. Это на тысячу градусов выше по сравнению с более ранними оценками.

Сведения об условиях в центре Земли ученые получили путем экстраполирования лабораторных данных. В рамках эксперимента им удалось зафиксировать точку плавления железа при давлении в 200 гигапаскалей (2 миллиона атмосфер) — 4800 градусов по Цельсию. Опираясь на эти данные, физики вычислили температуру, при которой металл становится жидким под давлением в 330 гигапаскалей (как в земном ядре).

Наиболее сложной задачей во время опытов было фиксирование фазового перехода железа из твердого состояния в жидкое. Нагретый лазером образец в течение нескольких секунд вступал в химическую реакцию с покрытием лабораторного контейнера, что нарушало условия эксперимента.

Для определения структуры железа использовали направленное рентгеновское излучение синхротронной установки. Диффракционная картина прохождения рентгеновских лучей через кристаллическую решетку металла менялась вместе с изменением структуры решетки в момент плавления.

Полученные данные позволили физикам сделать вывод о том, что разница между температурой твердого и жидкого ядра в центре Земли составляет более полутора тысяч градусов по Цельсию. Это подтверждает теории происхождения магнитного поля Земли, которое образуется в результате перемещения жидкого металла, в том числе за счет конвекции.

Ранее, в 2012 году, группа физиков воспроизвела условия земного ядра, чтобы подтвердить гипотезу об электропроводности оксида железа в мантии планеты.