Когда твёрдое начинает течь: найдено состояние материи, важное для тайны ядра Земли

То, что ещё недавно считалось лишь теоретической гипотезой, теперь получило экспериментальное подтверждение. Учёные смогли воссоздать в лаборатории состояние вещества, которое, по мнению геофизиков, характерно для самого центра нашей планеты. Это открытие может изменить понимание того, как устроено и как ведёт себя ядро Земли. Об этом сообщает RZNonline. ru со ссылкой на результаты научного исследования.

Эксперимент, приближающийся к условиям ядра Земли

Международная группа исследователей из Китая впервые зафиксировала так называемую суперионную фазу вещества в контролируемых условиях. Речь идёт об особом состоянии, в котором материя одновременно проявляет свойства твёрдого и жидкого тела. До недавнего времени существование такой фазы обсуждалось преимущественно в рамках компьютерных моделей и теоретических расчётов.

Для эксперимента был выбран железо-углеродный сплав, который считается близким по составу к материалу земного ядра. Учёные стремились максимально точно воспроизвести экстремальные давления и температуры, характерные для глубинных слоёв планеты, где обычные лабораторные методы оказываются бессильны.

Как удалось воссоздать экстремальные параметры

Ключевым элементом эксперимента стала высокоскоростная пушка. С её помощью частицы сплава разгонялись до огромных скоростей и направлялись на мишень из фторида лития. В момент столкновения, длившемся лишь доли микросекунды, внутри образца возникали условия, сопоставимые с теми, что, как предполагается, существуют в центре Земли.

Именно в этот краткий промежуток времени исследователи смогли провести измерения, позволившие зафиксировать необычное поведение вещества. Полученные данные показали, что структура материала вела себя не так, как при привычных фазовых переходах.

Что такое суперионная фаза

Анализ результатов выявил характерную особенность: атомы железа сохраняли упорядоченную кристаллическую решётку, типичную для твёрдого тела. При этом атомы углерода внутри этой структуры начинали свободно перемещаться, демонстрируя свойства, присущие жидкости.

Такое сочетание и определяет суперионную фазу — состояние, при котором часть атомов остаётся "зафиксированной", а другая приобретает подвижность. Это редкое явление ранее удавалось лишь прогнозировать, но не подтверждать напрямую экспериментальным путём.

Почему это важно для понимания Земли

По мнению исследователей, открытие помогает по-новому взглянуть на процессы, происходящие во внутреннем ядре планеты. В частности, суперионное состояние может объяснять, почему сейсмические волны, проходящие через глубинные области Земли, заметно замедляются, словно сталкиваясь с вязкой средой.

Кроме того, результаты работы могут оказаться значимыми для изучения динамики земных недр и механизмов формирования магнитного поля. Понимание свойств вещества в экстремальных условиях приближает науку к более точным моделям эволюции планеты и процессов, происходящих в её недоступных для прямого наблюдения слоях.