Вчені знають про існування внутрішнього ядра Землі, що складається з затверділого заліза, однак нове дослідження розкриває ще одну важливу складову його формування.
Дослідники з Оксфордського університету, Лідського університету та Лондонського університетського коледжу виявили нові дані, які вказують на роль вуглецю в процесі кристалізації внутрішнього ядра. Їхні результати підтверджують, що для початку цього процесу необхідно, щоб вміст вуглецю в ядрі складав близько 3,8%. Це свідчить про можливу більшу наявність вуглецю, ніж раніше вважалося, і його ключеву роль у затвердінні ядра.
Внутрішнє ядро Землі — це щільна маса, багата на залізо, що формується внаслідок охолодження рідкого зовнішнього ядра. Часом це питання становило вченим труднощі, оскільки замерзання не відбувається лише при досягненні певної температури: хімічний склад також має велике значення. Раніше вважалося, що для замерзання чистого заліза потрібно охолодження від 800 до 1000 °C, але відповідні моделі показали, що таке охолодження призвело б до надмірного зростання внутрішнього ядра і руйнування магнітного поля Землі. Тому вчені дійшли висновку, що охолодження не могло перевищувати 250 °C нижче точки плавлення.
У новому дослідженні команда намагалась зрозуміти причини формування внутрішнього ядра з урахуванням обмеженого переохолодження. Вчені використовували комп’ютерне моделювання, щоб аналізувати присутність елементів, зокрема кремнію, сірки, кисню і вуглецю в ядрі.
Результати моделювання показали, що наявність кремнію і сірки сповільнює процес замерзання, в той час як вуглець, навпаки, сприяє його прискоренню. Якщо в угледіти 2,4% маси вуглецю, охолодження потрібно було б близько 420 °C, а при 3,8% — вже лише 266 °C. Такий зміст вуглецю може пояснити, чому і внутрішнє ядро залишається меншим за щільністю, ніж чисте залізо.
Ці дані підкреслюють важливість вуглецю в процесі формування внутрішнього ядра Землі та підтверджують можливість його вищого вмісту в глибині планети, без якого кристалізація могла б і не відбутися.
