• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15.12.2022
Александра Медведева
791

Внутреннее ядро Земли может быть богато кислородом

4.8

Ранее считалось, что кислорода, скорее всего, нет в составе железного внутреннего ядра Земли. Однако в новом эксперименте ученые смогли смоделировать экстремальные условия этой среды и получить богатый железом сплав Fe-O, который может существовать при температуре более 2700 градусов Цельсия и давлении в 300 гигапаскалей.

© Jin Liu / Автор: Александр Литвинов

Кислород, необходимый для жизни большинства существ, — один из самых распространенных химических элементов на Земле. Однако до сих пор оставалось загадкой, присутствует ли он во внутреннем ядре нашей планеты, состоящем практически полностью из железа. Если да, то в какой форме кислород существует в условиях экстремально высоких температуры и давления?

Теперь ученые из Центра передовых исследований науки и технологий в области высоких давлений (Китай) и Колумбийского университета (Колумбия) показали, что богатые железом сплавы Fe-O остаются стабильными при давлении практически в 300 гигапаскалей (примерно три миллиона атмосфер) и температуре более 2700 градусов Цельсия. Результаты исследования, опубликованные в журнале The Innovation, доказывают, что кислород может существовать в твердом внутреннем ядре нашей планеты.

Внутреннее ядро Земли остается одним из самых загадочных мест на планете. Давление в нем может достигать 360 гигапаскалей, а температура — 5400 градусов Цельсия, практически как на поверхности Солнца. Так как ядро находится далеко за пределами досягаемости человека, ученые могут сделать выводы о его плотности и химическом составе только по косвенным сейсмическим сигналам.

Считается, что легкие элементы могут находиться в ядре, но вопрос об их типе и концентрациях до сих пор остается спорным. Космохимические и геохимические данные свидетельствуют о том, что ядро должно содержать серу, кремний, углерод и водород. Эксперименты и расчеты также подтвердили, что эти элементы смешиваются с чистым железом с образованием различных сплавов.

Однако наличие кислорода в ядре обычно исключают. В основном это связано с тем, что богатые железом сплавы Fe-O никогда не обнаруживали на поверхности или в мантийной среде. Хотя ученые пытались синтезировать соединения оксида железа с составом, богатым железом, такие вещества еще не находили.

Чтобы приблизиться в эксперименте к температуре и давлению ядра Земли, авторы новой работы поместили железо и оксид железа на кончики двух алмазных наковален и нагрели их высокоэнергетическим лазерным лучом. Оказалось, химическая реакция между этими веществами происходит при давлении выше 220-260 гигапаскалей температуре в 2700 градусов Цельсия.

Теоретический поиск кристаллической структуры полученного богатого железом сплава Fe-O показал, что он может стабильно существовать в условиях земного ядра. При этом новые сплавы Fe-O образуют гексагональную плотноупакованную структуру, в которой кислородные слои расположены между слоями железа и стабилизируют структуру. Такой механизм создает множество плотноупакованных слоев. Дальнейшие расчеты продемонстрировали, что богатые железом сплавы Fe-O — металлические, в отличие от обычных оксидов железа при низких давлениях.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 11:55
Полина Меньшова

Большему количеству учеников, чем когда-либо, трудно осваивать школьную программу. Это связано с низким уровнем развития рабочей памяти и неумением планировать время, считает педагог Алекс Куигли. В новой книге он дал практические рекомендации для учителей, которые помогут сделать работу в классе более продуктивной.

Вчера, 15:20
Андрей

Экологи из Китая подсчитали, как изменились площади оазисов в мире с 1995 по 2020 год. Исследователи также выяснили, в каком регионе оазисных территорий больше всего, в каком темпе происходят изменения и чем на этих землях занимается человек.

Вчера, 20:12
Юлия Трепалина

Два типа телосложения у людей коррелируют с повышенной вероятностью развития колоректального рака. Это показало новое крупное исследование ученых-медиков из Европы и США.

21 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

19 апреля
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 11:55
Полина Меньшова

Большему количеству учеников, чем когда-либо, трудно осваивать школьную программу. Это связано с низким уровнем развития рабочей памяти и неумением планировать время, считает педагог Алекс Куигли. В новой книге он дал практические рекомендации для учителей, которые помогут сделать работу в классе более продуктивной.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

29 марта
Ольга Иванова

Ученые из США и Швейцарии определили четыре ключевых механизма, задействованных в трансформации личности человека. Но ни один из них не сработает без самого главного — сильного желания измениться.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: