Учёные впервые подтвердили существование суперионной фазы в ядре нашей планеты

Совершено открытие, способное в корне перевернуть устоявшиеся взгляды на внутреннее строение Земли. Исследователи нашли экспериментальные доказательства существования в земном ядре материи в экзотическом суперионном состоянии, сочетающем свойства твердого тела и жидкости, пишет National Science Review.

Команде китайских физиков под руководством Юцзюня Чжана (Сычуаньский университет) удалось в лабораторных условиях смоделировать сверхэкстремальную среду, аналогичную той, что существует в самом центре нашей планеты. Для этого ученые применили установки с высокоскоростными пушками, которые разгоняли микрочастицы железо-углеродного сплава до гиперзвуковых скоростей, превышающих 7 км/с. Их лобовое столкновение с мишенью порождало колоссальные давления и температуры, соответствующие параметрам земного ядра.

Анализ эксперимента показал необычное поведение вещества. Атомы железа, образуя прочную кристаллическую решетку, сохраняли фиксированное положение, формируя твердый каркас. В то же время атомы углерода, гораздо более легкие, утрачивали связь с решеткой и начинали хаотичное движение, подобно частицам в жидкости. Это и есть суперионная фаза, при которой материал приобретает аномальную пластичность, по плотности и вязкости напоминая скорее размягченное масло, чем кристаллическое тело.

Данное открытие предлагает простое и убедительное объяснение ряду давних сейсмологических аномалий. В частности, оно проясняет причину необъяснимого замедления сейсмических волн при прохождении через внутреннее ядро. Традиционная модель, представлявшая его как абсолютно твердый шар, уступает место более сложной и динамичной картине.

Более того, прорыв в понимании физики земных недр может оказаться ключевым для разгадки механизма формирования глобального магнитного поля — нашего главного щита от космического излучения. Изучение поведения легких элементов в сверхглубинных условиях открывает путь от статичной модели ядра к его динамическому описанию. Ученые полагают, что это исследование приближает нас к пониманию фундаментальных принципов, определяющих внутреннюю структуру и эволюцию планет земной группы.