Ученые нашли «недостающий элемент» ядра Земли

Японские ученые полагают, что им удалось определить элемент химического состава ядра Земли, который исследователи пытаются идентифицировать уже много лет.

По своей доле в химическом составе центра нашей планеты элемент занимает третье место после никеля и железа, однако ученые до сих пор не могут точно его назвать.

Эксперимент исследователей из университета Тогоку был проведен в условиях высокой температуры и давления, чтобы как можно точнее симулировать реальную обстановку в центре Земли. По его итогам ученые пришли к выводу, что скорее всего искомым элементом является кремний.

Это открытие может помочь нам получить более ясное понимание того, как формировалась наша планета.

«Мы считаем, что кремний — важный элемент в составе ядра — около 5% веса [внутреннего ядра Земли] могут приходиться на кремний, растворенный в железо-никелевых сплавах,» — рассказал в интервью Би-би-си ведущий исследователь Эйдзи Отани из университета Тохоку.

Внутреннее ядро Земли ученые представляют как твердый шар диаметром примерно 2400 км.

Ядро находится слишком глубоко под земной поверхностью, чтобы исследовать непосредственно, поэтому для определения его состава ученые изучают то, как отражаются и преломляются проходя через центр планеты продольные сейсмические волны.

Ученым удалось определить, что примерно на 85% ядро состоит из железа, и еще на 10% — из никеля. Из чего состоят оставшиеся 5% ядра с точностью установить до их пор не удавалось. В частности ученые предполагали, что это может быть углерод или кислород. То, что это может быть кремний, также постулировалось в прошлом.

Чтобы установить состав оставшихся 5% ядра, команда Эйдзи Отани смешала железно-никелевый сплав с кремнием. После этого смесь подвергли воздействию высокой температуры и давления, таким образом создав условия близкие к условиям центра Земли.

Как обнаружили ученые, показатели искажения волн при проходе через эту смесь полностью совпадали с поведением сейсмических волн, проходящих через ядро планеты.

Впрочем, по словам Охани, окончательно присутствие и долю кремния в ядре еще предстоит подтвердить, а открытие не отменяет наличия в составе ядра новых элементов.

«Такие сложные эксперименты очень важны, потому что могут показать, какой была Земля внутри сразу после того, как сформировалась около четырех с половиной миллиардов лет назад», — комментирует исследование профессор Саймон Редферн из униварситета Кембриджа.

«Но другие исследователи недавно предположили, что в составе ядра важную роль может играть также кислород,» — добавляет ученый.

В частности, говорит Редферн, эти знания помогут ученым определить, какое количество кислорода присутствовало в только что сформировавшемся ядре.

Если, как следует из исследования японских ученых, в ядре было большое количество кремния, это может означать, что в окружающей ядро мантии было относительно много кислорода.

Однако если в ядре найдут кислород а не кремний, это будет значить, что при формировании планеты он перетекал из мантии в ядро, а значит четыре с половиной миллиарда лет назад уровень кислорода в мантии Земли был крайне низок.

«Эти два варианта являются взаимоисключающими и во многом определяются условиями, в которых начало формироваться земное ядро», — говорит профессор Редферн.

«Последние находки добавляют нам понимания, но я подозреваю, что они не станут последним словом в этой истории», — подытожил профессор.