Предложен новый взгляд на состав земного ядра

Наблюдения за тем, как сейсмические волны проходят через внутренние области Земли, меняя скорость и направление, показали, что ядро планеты разделено на две части: твёрдую внутреннюю и жидкую внешнюю. Оба состоят в основном из железа с примесью никеля. Около 10% массы внешнего ядра приходится на лёгкие элементы: серу, кислород, кремний, углерод и водород. Одни исследователи утверждают, что кислород в этой группе самый распространённый; другие — склоняются в пользу серы.


Модель земного ядра в Нанкинском геологическом музее (КНР). (Фото Sean Yong / Reuters.)

Инвэй Фэй из Института Карнеги (США) и его коллеги провели следующий эксперимент. Они взяли два образца, состоящих в основном из железа. Один содержал примерно 8% кислорода и 2% серы (по массе), а другой — 2,2% и 5,3% соответственно. Образцы поместили в условия высокого давления и температуры, воссоздав тем самым картину внешнего ядра.

Плотность второго образца и скорость прохождения через него звуковых волн лучше соответствовали тому, что наблюдается глубоко внутри планеты. Дальнейшие расчёты показали, что соответствие было бы ещё лучше, если б на долю кислорода приходилось всего 0,5% массы.

Результаты хорошо согласуются с итогами недавнего теоретического исследования, показавшего, что ядро может состоять на 8% из кремния, 2% — серы, 0,5% — кислорода. В то же время, как отмечает г-н Фэй, 8% кремния — слишком высокий показатель, не позволяющий объяснить некоторые характеристики ядра (например, разницу в плотности между внутренней и внешней частью).

Небольшое количество кислорода во внешнем ядре подразумевает, что его было мало в том материале, из которого формировалась Земля.
Дмитрий Целиков

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Подготовлено по материалам ScienceNews.