Открытия геологов: когда образовалось внутреннее ядро Земли и как на планете появилась вода

30 августа 2020 | 23:19

Ученые предложили новую теорию появления воды на Земле, а также уточнили возраст внутреннего ядра Земли.

Возраст внутреннего ядра Земли

Массивное железо-никелевое ядро нашей планеты разделяется на внутреннее твердое и внешнее жидкое. Конвекционный перенос тепла из центра к поверхности Земли заставляет жидкое ядро постоянно перемешиваться. Считается, что именно движения этой проводящей жидкости создают глобальное магнитное поле, которое защищает планету и жизнь на ней от постоянной и смертельно опасной бомбардировки потоками космических частиц.

Как сообщает Naked Science, на молодой Земле этот механизм «геомагнитного динамо» еще не действовал: внутреннее ядро сформировалось намного позднее самой планеты — по разным оценкам, от 500 миллионов до четырех миллиардов лет назад. Авторы новой статьи, опубликованной в журнале Physical Review Letters, сообщают, что им удалось сузить этот диапазон до более приемлемого — 1-1,3 миллиарда лет.

Профессор Техасского университета в Остине Цзнюньфу Линь и его коллеги провели лабораторные эксперименты, изучив тепло- и электропроводящие свойства железа при огромной температуре (3000 кельвинов) и давлении, существующем во внутреннем ядре нашей планеты — вплоть до 170 ГПа, более чем в тысячу раз больше, чем на дне Марианского желоба, и в миллион раз больше, чем атмосферное давление.

Крошечные образцы разогревались лазерными импульсами и сдавливались между парой алмазных «наковален». Эксперимент помог оценить вклад в работу «геомагнитного динамо» различных факторов и подтвердил, что сегодня оно поддерживается за счет переноса и вещества, и тепловых потоков.

Кроме того, работа позволила рассчитать интенсивность этого переноса у молодой Земли и точнее оценить момент, в который недра планеты достаточно остыли и в них началась конденсация твердого ядра. И действительно: обозначенный учеными промежуток (1-1,3 миллиарда лет назад) коррелирует с резким всплеском силы магнитного поля планеты, который обнаруживается по ферромагнитным минералам.


Когда на Земле появилась вода?

Как сообщает «Популярная механика», ученые из Франции и США изучили метеориты редкого Е-типа и предложили новую теорию появления воды на Земле. Раньше предполагалось, что воду на нашу планету занесли метеориты или кометы. В новом же исследовании предполагается, что влага была на Земле изначально.

Изучение метеоритов Е-типа (энстатитовых хондритов) показало, что в них содержится достаточно водорода, чтобы дать в три раза больше воды, чем содержится в океанах Земли. Эти метеориты по составу похожи на нашу планету, поэтому ученые предполагают, что когда она образовалась 4,5 миллиарда лет назад, она уже содержала воду.

«Наше открытие показывает, что «строительные блоки» Земли, возможно, внесли значительный вклад в появление воды. Водородсодержащий материал был частью общей «смеси» во время образования скалистых планет, однако температура была слишком высока, чтобы вода могла сразу же конденсироваться», - заявила ведущий автор Лоретта Пиани.

Иллюстративное фото (twitter.com/Astro_SEAL)

Напомним, ученые нашли органические молекулы на марсианском метеорите. Это означает, что на раннем Марсе существовала органика, занесенная метеоритами или же сформировавшаяся непосредственно на планете.